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JP3594577B2 - Liquid crystal display device and viewfinder using the same - Google Patents

Liquid crystal display device and viewfinder using the same Download PDF

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JP3594577B2
JP3594577B2 JP2001324363A JP2001324363A JP3594577B2 JP 3594577 B2 JP3594577 B2 JP 3594577B2 JP 2001324363 A JP2001324363 A JP 2001324363A JP 2001324363 A JP2001324363 A JP 2001324363A JP 3594577 B2 JP3594577 B2 JP 3594577B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置とこれを用いたビューファインダに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示パネルは、CRTを用いた表示装置に比較して軽量化および薄型化の可能性が高いことから、研究開発が盛んである。近年では液晶の旋光性を画像表示に応用したツイストネマティックモード(TNモード)の液晶表示装置が実用化され、携帯用ポケットテレビ、ビデオカメラのビューファインダなどに用いられている。
【0003】
以下、従来のビューファインダについて説明する。なお、本明細書では少なくとも発光素子などの光源(光発生手段)と、液晶表示パネルなどの画像表示装置(光変調手段)を具備し、両者が一体となって構成されたものをビューファインダと呼ぶ。したがって、本発明のビューファインダとはビデオカメラのビューファインダのみを意味するものではない。たとえばポケットテレビ等の表示装置、電子スチルカメラの画像表示装置、ヘッドマウントディスプレイも含む。また、光源とは、熱陰極方式ランプ、冷陰極方式ランプ、PDP、LEDなどの自発光するものをすべて含む。
【0004】
ビューファインダの外観形状の一例を図136に示す。また、従来のビューファインダの断面図を図137に示す。1321はボデー、1322は接眼カバー、1335は接眼リング、1333はツイストネマティック(TN)液晶表示パネルである。前記液晶表示パネル1333の入出力面には偏光板1334が配置されている。ボデー1321には液晶表示パネル1333、光源としてのバックライト1331が格納されている。接眼リング1335の内部には拡大レンズ1336が配置されている。接眼リング1335の挿入度合いの調整により観察者の視力に合わせてピント調整ができる。
【0005】
TN液晶表示パネル1333は、液晶層248の膜厚が4〜5μm程度であり、モザイク状のカラーフィルタを有する。また、TN液晶表示パネル1333の両側にそれぞれ偏光子1334a、検光子1334bとして機能する偏光板1334が配置されている。ビューファインダは、取り付け金具1323によりビデオカメラ本体421に装着される。なお、各図面は理解、説明を容易または/および作図を容易にするため、省略または/および拡大縮小した箇所がある。たとえば、図136のビューファインダの断面図では接眼カバー1322等を省略している。以上のことは以下の図面に対しても同様である。
【0006】
図136に示した主要要素の斜視図を図138に示す。光源は、内部に蛍光管が配置された蛍光管ボックス1331と、その全面に配置される拡散光散乱板1332とで構成されている。拡散板1332は、蛍光板ボックス1331からの出射光を拡散し輝度が均一な面光源にするために用いる。
【0007】
従来のビューファインダの光発生手段としては棒状の蛍光管を用いる。蛍光管は液晶表示パネル1333の表示画面の対角長が1インチ程度と小型の場合は直径が2〜5mmのものを用いる。液晶表示パネル1333の表示画面の対角長が1インチ以上の場合は前記蛍光管を複数本用いる場合が多い。蛍光管からは前方及び後方に光が放射される。蛍光管とTN液晶表示パネル1333の間には拡散板を配置する。拡散板1332は蛍光管からの光を拡散させ、面光源化する。前記拡散板1332により面光源が形成され、前記面光源からの光が液晶表示パネル1332に入射する。面光源の光発散面積は液晶表示パネル1333の画像表示領域(有効表示領域)と同一もしくはそれ以上である。なお、蛍光管と拡散板1332を用いずに面発光源を形成する発光素子もある。通常平面蛍光ランプと呼ばれるものであり、ウシオ電機(株)等が製造、販売している(たとえば品名、UFU07F852等)。
【0008】
液晶表示パネル1333の前後には偏光板1334a,1334bが配置される。拡散板1332とTN液晶表示パネル1333間に配置された偏光板1334a(偏光子)は面光源からのランダム光を直線偏光にする機能を有する。TN液晶表示パネル1333と表示画面の観察者の間に配置された偏光板1334b(検光子)はTN液晶表示パネル1333に入射した光の変調度合いに応じて、前記光を遮光する機能を持つ。通常、偏光子1334aと検光子1334bは偏光方向が直交するように配置される(ノーマリホワイト表示)。
【0009】
以上のようにして、発光素子からの光は拡散板1334により散乱され、面光源が形成される。前記面光源からの光は偏光子1334aにより直線偏光に変換される。TN液晶表示パネル1333は、前記直線偏光の光を、印加された映像信号にもとづき変調する。検光子1334bは変調度合いに応じて光を遮光もしくは透過させる。以上のようにして画像が表示される。表示画像は検光子1334bと観察者間に配置された拡大レンズ1335により拡大して見ることができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ビデオカメラは携帯性、操作性の点からコンパクト・軽量であることが要求される。そのため、ビューファインダ用ディスプレイとして、液晶表示パネルが導入されつつある。ところが、現状では液晶表示パネルを用いたビューファインダの消費電力はかなり大きい。例えば、有効表示領域が0.7インチのTN液晶表示パネルを用いたビューファインダの消費電力は、TN液晶表示パネルとその駆動回路が0.4W、光源が約0.6Wを消費し、計1.0Wという例がある。ビデオカメラは、コンパクト性および軽量性を確保するために、バッテリーの容量が限られている。ビューファインダの消費電力が大きい場合には、連続使用時間が短くなるので大きな問題となる。近年、特にビデオカメラの小型化が要望され、それにつれ、積載できるバッテリー容量も限られてきており、ますますビューファインダの低消費電力化の実現は不可欠となりつつある。
【0011】
また、蛍光管および反射板からなるライトボックス1331は、輝度むらの少ない面光源にする必要がある。そこで、TN液晶表示パネル1333と蛍光管間に拡散板372を配置する。光拡散度の低い拡散板1334を用いると、図57に示すように蛍光管の発光パターン1341が現れ、それが液晶表示パネル1333の表示画面を通して見え、表示品位を低下させる。そのため、拡散板1334は拡散度の高いものを用いるが、一般に拡散度を高くすると拡散板1334の光透過率が低下する。必要な輝度を得ようとすると光源からの光の出力量を多くするしかない。これは光源の消費電力の増大を招く。
【0012】
発光素子の大きさも課題である。面光源を得るためには少なくとも発光面積は液晶表示パネル1333の有効表示領域の面積よりも大きい必要がある。したがって、当然のことながら大きいものとなる。また、蛍光ランプの入力電圧が高いことも課題である。通常5V程度の直流電圧をインバータおよび昇圧コイルを用いて100〜200Vの交流電圧にして用いる必要がある。前記インバータ、昇圧コイルの総合電力効率は80%程度しかなく、ここでも電力損失が発生する。もちろん、昇圧コイルも大きく、相当の体積を必要とする。一例として、ウシオ電機(株)の0.7インチ液晶表示パネル用平面蛍光ランプと昇圧コイルとを組み合わせたモジュールサイズ(品名UFU07F852)では幅22.7mm、高さ22.8mm、奥行き11.3mmもあり、また、ガラス製であるため重量も重い。また高い交流電圧を用いるため不要ふく射も大きく、液晶表示パネルの表示画像にビート障害をひきおこす。さらに蛍光管(冷陰極方式のもの)は暗黒状態では点灯しない、気温が低いと点灯しないという課題もある。また、発熱も大きく、液晶表示パネル1333に悪影響を与えやすい。
【0013】
本発明の目的は、低消費電力の液晶表示装置とこれを用いたビューファインダを提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
第一の本発明は、液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明する左眼用発光素子および右眼用発光素子を有する照明手段と、
前記液晶表示パネルに左眼用の画像および右眼用の画像を表示させる信号処理手段と、
前記照明手段の左眼用発光素子および右眼用発光素子のオンオフを制御する照明制御手段とを具備し、
前記信号処理手段は、前記液晶表示パネルに、画面の一端から順次左眼用の画像を表示させ、前記左眼用の画像を表示させた後、前記画面の一端から前記左眼用の画像を消去もしくは黒画像を表示させ、
前記信号処理手段は、前記液晶表示パネルに、画面の一端から順次右眼用の画像を表示させ、前記右眼用の画像を表示させた後、前記画面の一端から前記右眼用の画像を消去もしくは黒画像を表示させ、
前記照明制御手段は、前記左眼用の画像の表示に同期して、前記左眼用発光素子をオンオフさせ、
前記照明制御手段は、前記右眼用の画像の表示に同期して、前記右眼用発光素子をオンオフさせ
前記左眼用発光素子と前記右眼用発光素子との間の距離は、前記液晶表示パネルを照明する主光線の入射方向が前記液晶表示パネルと観察者との間の距離に応じて変化するように調整可能であることを特徴とする液晶表示装置である。
【0015】
第二の本発明は、前記信号処理手段は、前記液晶表示装置に1画素行ごとに極性が異なる信号を保持させることを特徴とする第一の本発明の液晶表示装置である。
【0016】
第三の本発明は、前記照明制御手段は、前記液晶表示パネルを照明する主光線の入射方向を可変できることを特徴とする第一の本発明の液晶表示装置である。
【0017】
第四の本発明は、前記左眼用発光素子および前記右眼用発光素子は、蛍光体の作用により白色光を発生することを特徴とする第一から第三の何れかの本発明の液晶表示装置である。
【0018】
第五の本発明は、第一から第三の何れかの本発明の液晶表示装置と、
前記液晶表示装置の表示画像を拡大して観察者に見えるようにする拡大レンズとを具備することを特徴とするビューファインダである。
【0019】
本発明に関連する発明は、発光素子と、
前記光発光素子が放射する光を第1の光路と第2の光路に分離する光路分離手段と、
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの光入射側に配置された光屈曲手段が複数形成された光屈曲アレイとを具備し、
液晶表示パネルは、第1の画素と第2の画素がマトリックス状に配置されており、
1つの前記光屈曲手段が前記第1の画素と第2の画素に対応するように配置され、
前記光路分離手段は、前記第1の光路の光と、前記第2の光路の光は、前記光屈曲手段に異なった角度で入射し、
前記光屈曲手段により屈曲されて、前記第1の光路の光は前記第1の画素に入射するように構成され、前記第2の光路の光は前記第2の画素に入射するように構成されていることを特徴とする液晶表示装置である。
【0020】
本発明に関連する発明は、第1の発光素子と、
第2の発光素子と、
第1の画素と第2の画素とがマトリックス状に配置された液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルと前記発光素子間に配置されたレンズと、
前記液晶表示パネルの光出射側に配置されたスプリッタとを具備し、
前記スプリッタは、第1の通過領域と第2の通過領域とを有し、
前記第1の通過領域は、前記第1の発光素子から放射され前記第1の画素を通過した光を第1の方向に略通過させ、かつ前記第2の発光素子から放射され前記第1の画素を通過した光を第1の方向に略遮光させ、
前記第2の通過領域は、前記第2の発光素子から放射され前記第2の画素を通過した光を第2の方向に略通過させ、かつ前記第1の発光素子から放射され前記第2の画素を通過した光を第2の方向に略遮光させることを特徴とする液晶表示装置である。
【0021】
本発明に関連する発明は、発光素子と、
画素がマトリックス状に配置された液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの光入射側に配置された第1の光屈曲手段が複数配置された第1の光屈曲アレイと、
前記液晶表示パネルの光出射側に配置された第2の光屈曲手段が複数配置された第2の光屈曲アレイとを具備し、
前記第1の光屈曲手段と前記第2の光屈曲手段とは略1対1で対応していることを特徴とする液晶表示装置である。
【0022】
本発明に関連する発明は、発光素子と、
第1の画素と第2の画素とがマトリックス状に配置された液晶表示パネルと、
前記発光素子と前記液晶表示パネル間に配置された、第1の斜面と第2の斜面とが交互の形成されたプリズム手段と、
前記第1の斜面から出射した光が前記第1の画素に略入射するように配置され、前記第2の斜面から出射した光が前記第2の画素に略入射するように配置されていることを特徴とする液晶表示装置である。
【0023】
本発明に関連する発明は、発光素子と、
画素がマトリックス状に配置された液晶表示パネルと、
前記発光素子と前記液晶表示パネル間に配置された光屈曲手段が複数配置された光屈曲アレイと、
前記発光素子と前記光屈曲手段間に配置された第1および第2の光放出部とを具備し、
前記1つの光屈曲手段に、前記第1および第の光放出部が対応していることを特徴とする液晶表示装置である。
【0025】
発明に関連する技術の発光素子の駆動方法は、熱電子を放出するフィラメントと、アノードを、ケースの内面に蛍光体膜が塗布されたランプの駆動方法である。
【0026】
本発明に関連する技術の駆動方法は、アノードに可変抵抗を介して放電開始電圧以上の電圧を印加してランプを点灯させ、点灯後前記電圧を低下させるとともに前記可変抵抗の抵抗値を小さくするものである。電圧を小さくするとともに抵抗値も小さくすることによりアノードに流れる電流を一定に保つ。または、第1の抵抗を介して放電開始電圧以上の第1の電圧を印加し、点灯後、スイッチで前記第1の電圧よりも低い第2の電圧を第2の抵抗をアノードに低下する。第2の抵抗の抵抗値は第1の抵抗の抵抗値よりも小さくしておけば、点灯後、第1の電圧によりアノードに流れる電流値と第2の電圧に切り換えた時にアノードに流れる電流値とをほぼ同一にすることができる。
【0027】
本発明に関連する技術の駆動方法は、アノードに放電開始電圧以下の第3の電圧を印加した状態で、アノードにパルス状の信号を重畳させて、アノードに放電開始電圧以上として、ランプを点灯させるものである。
【0028】
また、本発明に関連する技術の駆動方法は、フィラメントに電流を供給し、かつ、アノードに電圧を印加してランプを点灯させ、その後、フィラメントに電流を供給を遮断する方法である。アノードに流す電流を所定値よりも多くすることにより、フィラメントが加熱される。前記加熱によりフィラメントから熱電子が放出され、フィラメントへの電流を停止してもランプの点灯は維持される。
【0029】
本発明に関連する技術のビューファインダは、フィラメントおよびアノードを有するランプを光発生手段として用いるものであり、前記ランプからの白色光を平行光にする集光手段(集光レンズ,凹面鏡等)と、前記集光手段から出射された光を変調する液晶表示パネルを有するものである。ランプのアノードは平面状のものであり、またフィラメントとアノードとの配置方向とは(図2(b))のように直交させる。またランプのアノードには直流電流を流すようにしたものである。好ましくは、ランプケースの内面又は外面かつ、集光手段が集光を行わない箇所に反射膜等を形成する。反射膜等はランプケースの内部から外部に出射する光を再びランプケース内部に反射させる機能を有する。
【0030】
フィラメントとアノードを直交させると45度の角度の方向に最も光出力強度が大きくなる。したがって、45度の角度を液晶表示パネルの方向にむける。
【0031】
一方、本発明に関連する技術のビューファインダに用いるランプは直流点灯かつアノードに印加する電圧も20(V)以下と低いため、静電気の影響を受けやすく、アノードに電圧を印加しても点灯しなくなる場合がある。そのため、ランプの外面にITO等の透明導電体膜を塗布し、また導電線等をまきつける。
【0032】
また、ランプ内の水銀を蒸気にすることにより水銀分子を発光させるため、一定以上の発光輝度を得るためには、ケース内の水銀蒸気温度を高くする必要がある。逆に外気温度が低くなるとランプの発光輝度の立ち上がり時間は長くなってしまう。対策としてサーミスタ等の温度センサで点灯開始時のランプの温度を検出し、点灯時にアノードを流す電流値を多くしている。または、点灯後ランプの発光輝度を測定し、アノード電流の量にフィードバックをかける。
【0033】
本発明に関連する技術のビューファインダは、液晶表示パネルの照明するのにランプと放物面鏡で照明光学系を構成している。さらに好ましくは、放物面鏡の全面に球面鏡を配置する。放物面鏡ランプが配置され、放物面鏡はランプから放射される光を集光し、平行光にして液晶表示パネルを照明する。ランプと液晶表示パネル間には光拡散フィルムを配置する。放物面鏡の反射面はエンボス加工を施し、または複数の微小ミラーから構成する。ランプと放物面鏡が近接する箇所には熱伝達を抑制する樹脂(もしくはガラス等)からなるリングを配置するか、もしくはわずかなギャップをもうけ接触しないように構成する。また、ランプにはTi等の拡散剤が添付されたゴムキャップをかぶせる。
【0034】
本発明に関連する技術のビューファインダは、ランプと、ランプから放射される光を集光して平行光にして液晶表示パネルを照明する照明用レンズと、液晶表示パネルの光出射面に配置された補助レンズを有するものである。好ましくはランプの後面に反射板を配置して、より多くの光が液晶表示パネル側に照明されるようにする。液晶表示パネルは照明レンズと補助レンズにはさまれ、前記液晶表示パネルを通過する主光線液晶表示パネルの表示面に垂直となるようにしている。また好ましくは、樹脂の後面に前記反射板を一体として形成し、前記樹脂に穴を形成しておいて前記ランプを挿入する。この際、ランプの直径よりも前記穴をわずかに大きくしておき、ランプを挿入して、かつ、固定したとき、樹脂穴とランプ間にわずかな空間が保持されるようにしておく。また、液晶表示パネルに照明レンズまたは補助レンズをはりつける。
【0035】
本発明に関連する技術のビューファインダは、液晶表示パネルの照明光学系をランプとフレネルレンズから構成したものである。さらに、フレネルレンズと液晶表示パネル間に拡散シート等を配置する。好ましくは、前記拡散シートの拡散度は観客者が液晶表示パネルの表示画像を観察した時、フレネルレンズの溝がみえる割合である。MTF(Modnration Transmission Function)が20%以下となるようにする。また、偏光子をフレネルレンズの平面部に貼りつけ、かつフレネルレンズをレンズ中心で回転できるようにする。
【0036】
本発明に関連する技術のビューファインダは、ランプと集光レンズ間距離と、集光レンズと液晶表示パネル間距離のうち少なくとも一方を伸長させたり収縮させたりできるように構成したものである。ビューファインダを非使用時には収縮させてビューファインダの全長を短くし、使用時には伸長させ、ランプの発光位置が集光レンズの焦点位置に丁度配置されるようにする。
【0037】
本発明に関連する技術のビューファインダは外光(太陽光等)をビューファインダの内部に導入する集光レンズを具備するものである。好ましくは前記集光レンズはフレネルレンズで構成され、また外光がビューファインダ内に入射する強度を調整するための光量調整用偏光板が配置されることが好ましい。通常では前記偏光板の偏光軸とTN液晶表示パネルの偏光子の偏光軸とは略一致させ、外光が強い場合には光量調整用偏光板を回転させて調整を行う。
【0038】
本発明に関連する技術のビューファインダは、拡大レンズを柔軟性のある透明樹脂で構成したものである。透明樹脂からなるレンズは周辺部を押圧することにより中央部が厚くなり、焦点距離は短くなる。また押圧をとりのぞくと中央部が薄くなり正のパワーは小さくなり、焦点距離は長くなる。
【0039】
本発明に関連する技術のビューファインダは集光レンズの中心の光軸と、ランプの中心軸とを可変できるように構成したものである。好ましくは集光レンズはフレネルレンズで構成し、フレネルレンズの光出射面に拡散シートを配置する。本発明に関連する技術のビューファインダは主として前述に説明したビューファインダを2つ以上用い、2つ以上の表示パネルで形成された光学像をダイクロイックプリズム,ダイクロイックミラー,ハーフミラー,偏光ビームスプリッタ(PBS)等で1つの光路に合成したものである。
【0040】
本発明に関連する技術のビューファインダは、ランプと、ランプから出射される光を平行光にする集光手段と、液晶表示パネルおよび、観察者の左眼に到達する光と、右眼に到達する光とを分離するイメージスプリッタとを具備するものである。好ましくは、ランプは右眼用と左眼用の各1個ずつ配置する。
【0041】
本発明に関連する技術のビデオカメラは、主として本発明に関連する技術のビューファインダを具備するものであり、ビューファインダはビデオカメラに所定箇所に取り付けられ、かつ、使用位置を移動できるようにしている。また、ビデオカメラの本体もしくはビューファインダの本体に配置され、かつ、ランプのフィラメントの端子と接続されたプッシュスイッチを具備する。ビューファインダを使用するため、ビューファインダを移動させると前記プッシュスイッチはオン状態となり前記フィラメントに電流が流れランプを余熱する。
【0042】
なお、本発明に関連する技術のビューファインダはたは表示装置の光変調手段としてツイストネマティック(TM)液晶表示パネル、高分子分散液晶表示パネル等を用いる。高分子分散液晶を用いる場合は赤色光を変調する画素の液晶層の膜厚を青色光を変調する液晶層の膜厚よりも厚くする。または、加えて水滴状液晶の液晶滴の平均粒子径もしくはポリマーネットワークの平均孔径を赤色光を変調する画素の方を大きくする。
【0043】
本発明に関連する技術の発光素子は定電流素子である。つまりランプが点灯するとアノードに流れる電流に依存せず、アノード電極と接地電位間の電圧は一定値となる。この一定値となる電圧を放電を持続させる電圧という意味で放電維持電圧と呼ぶ。ただし、この値よりも少し低くても急に消灯状態となることはない。
【0044】
一方放電を開始させるには前記放電維持電圧よりも高い電圧が必要である。通常放電維持電圧よりも5(V)程度高い。この放電(発光)を開始させる電圧を放電開始電圧と呼ぶ。アノード電極と電圧を印加するアノード端子間には電流制限抵抗を介在させる。アノード端子に放電開始電圧を印加するとアノード電極に放電開始電圧が印加され、放電が開始される。するとアノード電極の電位は放電維持電圧となる。
【0045】
つまり、ランプを点灯させればアノード電極には放電維持電圧を印加しておけばよい。アノード端子に印加する電圧が高いほど前記電流制限抵抗で損失する電力は大きくなる。このことは、前記電流制限抵抗が定電流回路であっても同じである。
【0046】
本発明に関連する技術のランプの駆動方法はアノードに抵抗素子を介して放電開始電圧以上の電圧を印加し、ランプを点灯させてアノードに定常電流を流す。その後、前記定常電流の値をたもちつつ、前記抵抗素子の抵抗値を低くしつつ、かつ、アノード端子に印加する電圧を低下させる。以下のように制御すれば究極的には抵抗素子の抵抗値は0になり、アノード端子に印加する電圧は放電維持電圧にすることができる。したがって、低消費電力化が可能である。
【0047】
本発明に関連する技術のランプは定電流素子であるとともに、アノードには10μsec程度の時間放電開始電圧を印加すれば点灯を開始する。本発明に関連する技術の駆動方法は、アノード端子にあらかじめ放電維持電圧を印加しておき、約10μsecの時間、前記アノード端子にパルス状の放電開始電圧以上の電圧を印加する。前記パルス状の電圧によりランプは点灯し、点灯するとアノード端子の電圧は放電維持電圧となる。したがって、低電力でランプの発生を維持できる。
【0048】
本発明に関連する技術の駆動方法は、ランプを点灯後、フィラメントの電流を遮断するものである。熱陰極方式のランプはフィラメントが加熱され、加熱によりフィラメントから熱電子が放出される。この熱電子はアノードの電位により加熱され、水銀分子と衝突し紫外線を発生させる。紫外線は蛍光体に照射され、紫外線が可視光に変換されて白色光がランプから放射される。つまりランプが発生するためにはフィラメントが加熱されることが必要である。しかし、アノードに流れ込む電流が所定以上の値に多くすると一部の電流は、フィラメントに作用し、フィラメントが加熱される。もしくは、アノード電極の電位によりフィラメントから電子が引き出される。そのため、フィラメントの電流を遮断しても発光が持続する。
【0049】
ランプのアノード電極には直流正電圧が印加され、フィラメントには直流電圧(一端子は接地電位、他端子は正電圧)が印加される。フィラメントからの熱電子はアノード電極に引き寄せられる。したがって、フィラメントとアノード電極との電位差が大きいほど熱電子は加速され、水銀分子との衝突が大きくなって紫外線の放射量も多くなる。
【0050】
本発明に関連する技術のビューファインダはフィラメントとアノード電極とを直交させる。すると、アノード電極に正(+)電位が印加され、フィラメントが接地電位が印可されているとすると、フィラメントの形成方向に対し、丁度45度の方向に最も発光輝度が高くなる。そのため、最も輝度が高くなる45度の方向を液晶表示パネルの方向にむけている。
【0051】
本発明に関連する技術のビューファインダは小さなランプの光を集光手段で集光して液晶表示パネルを照明する。ランプの発光面積は小さくしてすむので低消費電力化を実現できる。放物曲線は焦点から発した光を平行光にするという幾何学的性質がある。本発明に関連する技術のビューファインダでは放物面鏡の焦点にランプの発光領域を配置して、ランプから放射する光を前記放物面鏡で平行光にして液晶表示パネルを照明する。観察者はアイキャップから液晶表示パネルの表示画像をみるが、ランプが液晶表示パネルと近接する場合、前記ランプ像がみえる場合がある。そこで対策として液晶表示パネルとランプ間に光拡散(散乱)シートを配置する。
【0052】
TN液晶表示パネルは垂直な平行光を入射させたときに良好なコントラストを実現できる。ビューファインダでは観察者がのぞきこむ接眼レンズの径は小さい。ビューファインダを小型にするためである。接眼レンズが小さいため、液晶表示パネルから出射した主光線は、接眼レンズに向かって狭くしていく(しぼり込む)必要がある。したがって、ランプ(あるいは面光源)から放射された光は、液晶表示パネルをななめに通過する光のみが利用されることになり、液晶表示パネルの表示コントラストは低くなる。
【0053】
本発明に関連する技術のビューファインダでは液晶表示パネルの前面に補助レンズを配置し、ランプから放射された光は照明用レンズで平行光にされ、平行光は液晶表示パネルを通過し、補助レンズで接眼レンズに向かって主光線をせばめる。つまり、液晶表示パネルに入射する光はテレセントリックにしている。そのため、液晶表示パネルの表示面の法線に対して平行な光を入射させることができ、良好な表示コントラストが得られる。前記補助レンズ等を液晶表示パネルに張り付ければ液晶表示パネルの表示面にほこりが付着することがなくなる。
【0054】
照明用レンズをプラスチックまたはガラスからなる凸レンズを用いると一定の厚みがあるためどうしてもビューファインダの全長が長くなる。本発明に関連する技術のビューファインダでは照明レンズをフレネルレンズで構成する。フレネルレンズは1〜2mmの板であるから全長を短くすることができる。しかし、観察者が液晶表示パネルの表示画像を見るとフレネルレンズの溝がみえることがある。その対策のために、フレネルレンズと液晶表示パネル間に光拡散シートを配置する。
【0055】
さらに本発明に関連する技術のビューファインダでは照明用レンズとランプ間、照明用レンズと液晶表示パネル間等のうちいずれかを収縮、伸長できるように構成している。ビューファインダを不使用時は収縮しておく。したがって、コンパクト化できる。ビューファインダを使用する時は伸張して照明用レンズの焦点にランプがくるようにする。また、観察者が液晶表示パネルの表示面にピントがあうようにする。
【0056】
ビデオカメラを野外で用いる時は太陽光等の外光をビューファインダ内部にひきこみ、この外線で液晶表示パネルを照明できれば、ランプを点灯させる必要がない。つまりランプを消灯する分は低消費電力化を実現できる。太陽光は平行度がよいため凸レンズで良好に集光できる。太陽光を虫メガネで集光して焦点においた黒い紙を燃やすことができることから容易にこの原理は理解できるであろう。集光した光は凸レンズを用いれば平行光を復元できる。本発明に関連する技術のビューファインダは太陽光を集光レンズでビューファインダ内に取り込み、前記取り込んだ光を照明レンズで平行光に変換するものである。太陽光は前記照明レンズで良好な狭指向性(指向性の鋭い、程度には論議があるが)の平行光となる。
【0057】
本発明に関連する技術のビューファインダは拡大レンズを柔軟性のある樹脂で形成したものである。樹脂レンズである樹脂レンズの周辺部をおさえると中央部がふくらみレンズの焦点距離が短くなる。逆に周辺部の圧力を弱めるとレンズはもとの形状にもどりレンズの焦点距離は長くなる。従来のビューファインダでは観察者は接眼レンズの位置を自己の眼の視力にあわせて位置調整をして液晶表示パネル焦点距離調整をする。拡大(接眼)レンズはホルダーに取り付けられており、前記ホルダー位置調整できるように構成される。そのためホルダーの位置調整のための移動空間が必要でありビューファインダの全長がながくなる。本発明に関連する技術のビューファインダでは、拡大レンズは樹脂で形成されているため前後に移動させる必要がない。そのため、ホルダーは必要ないため位置調整のための移動空間は不要であるから、ビューファインダの全長を短くすることができる。
【0058】
本発明に関連する技術のビューファインダは集光(照明)レンズの中心の光軸とランプの中心軸とを可変できるように構成したものである。集光レンズの中心の光軸とランプの中心軸とを変化させることにより、液晶表示パネルに入射する主光線の角度を変化させることができる。
【0059】
本発明に関連する技術のビューファインダは2つ以上の液晶表示パネルの表示画像をダイクロイックミラー等で合成するものである。表示画像を合成することにより観察者が見る表紙画像の画素数は液晶表示パネルの総画素×合成して使用パネル枚数となる。したがって、高精細な画像表示を実現できる。
【0060】
本発明に関連する技術のビューファインダは、液晶表示パネルに2つの光源(ランプ)から放射される光を斜めに入射させるものである。第1の光源からの光は観察者の右眼に主として入射させるように構成し、第2の光源からの光は観察者の左眼に主として入射させるように構成する。液晶表示パネルと観察者間には2つの光源からの光を左右の眼にふりわけるイメージスプリッタを配置する。液晶表示パネルには左眼用の画像と右眼用の画像を表示し、左眼用の画像が表示された画像に第1のランプからの光を、右眼用の画像が表示された画素に第2のランプからの光を入射させるようにする。以上のように構成すれば観察者は立体画像を見ることができる。
【0061】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0062】
図1は本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。但し、説明を容易にするため模式的に描いている。また一部拡大あるいは縮小した箇所が存在し、また、省略した箇所もある。以上のことは他の図面においても該当する。
【0063】
ビューファインダの一端には、ランプ11、放物面鏡12およびその放物面鏡12を取り付けるためのベース基板14等からなる光源が配置されている。ランプ11と液晶表示パネル1333間には、拡散(散乱)シート15又は拡散板が配置されている。拡散板又は拡散シートのいずれでもよいが、ここでは拡散シート15として説明をする。拡散シート15としては、観察者(図示せず)が拡大(接眼)レンズ1336を介して液晶表示パネル1333の表示画像をのぞいたとき、ランプ11の像をみえないようにする機能を有する。拡散シート15の光散乱特性は低くてもよい。単にランプ11の像を見えにくくするためのものだからである。逆に散乱度が高いと、ランプ11から出射した光の指向性を広くしすぎて、ランプ11からの光利用効率を悪くする。拡散シート15の一例として、(株)きもとの品番ライトアップシリーズ100MX,100SX,100SH又は100Sがある。また、筒中プラスティック(株)の拡散板も用いることができる。なお、あれた表面(エンボス加工面)43は、図2に示すように液晶表示パネル1333側を向ける。またその反対面には、反射防止膜を形成する。このように配置しないと、拡散シート15の光透過率は非常に悪くなる。この構成は重要である。その他、拡散板として回折格子、マイクロレンズアレイ、セルホックレンズアレイ等も採用することができる。つまり、拡散板又は拡散シート15は、光学的ローバスフィルタであればよいのである。
【0064】
図2において、放物面鏡12は、緩衝部材26(具体的な形状はドーナツ状が例示される)を介在してランプ11に取り付けられている。緩衝部材26の材質としては、テフロン,ポリプロピレン樹脂,シリコンゴム、ポリエステル樹脂、アクリル、ポリカーボネート等が例示され、ランプ11からの熱が放物面鏡15に伝達されるのを防止すると共に、ランプ11への衝撃を緩衝する機能を持つ。放物面鏡12の内面には、アルミニウム(Al)からなる反射膜が反射面22に形成されている。また、ランプ11の発光領域は、放物面鏡12の焦点に配置されている。したがって、ランプ11から放射された光は、放物面鏡12により平行光(狭指向性の光)に変換され、拡散シート15を通過して液晶表示パネル1333を照明する。なお、放物面鏡12の内面に反射面22を形成又は配置するとしたが、放物面鏡12が透明物で形成されてるい場合は、外面に反射面を形成してもよい。たとえば、アクリル樹脂で放物面鏡が形成され、その内面又は外面にアルミニウムからなる金属薄膜が形成されている場合である。また、放物面鏡12が金属物で形成されている場合は、あらたに反射面22を形成する必要はない。金属物からなる放物面鏡12自身が反射面22をもかねるからである。また、放物面鏡12は、ポリカーボネート樹脂にチタン(Ti)の粉末を添加したもので形成してもよい。チタンは光を拡散させる機能を持つ。つまり白濁した樹脂を用いる。この場合は反射面22の形成は必要がない。ランプ11から放射された光の指向性は悪いが実用上さしつかえない。なお、放物面鏡12の特性例を図142に示す。放物面鏡12の有効直径は、液晶表示パネル1333の表示領域の対角長より大きくする。前記液晶表示パネルを良好の照明するためである。
【0065】
また、放物面鏡12の内面には、図3(a)に示すように複数の微小なミラーが組み合わさった形状、あるいは図3(b)に示すようにエンボス状にしてもよい。図3のように構成することにより、ランプ11の輝度分布による発光ムラが見えにくくなり、液晶表示パネル1333を均一に照明できる。特に、ランプ11が熱陰極方式の場合に有効である。そのランプ11は発光面の輝度分布が大きいからである。
【0066】
図2に示すように、放物面鏡12は、突起30aによりランプ11のソケット27に直接取り付けられ固定されている。またソケット27は、ベース基板14に突起30bで固定されている。
【0067】
ランプ11の先端と拡散シート15とは一定の間隔を離す。ランプ11の熱が拡散シート15に伝導し、拡散シート15を劣化しないようにするためである。具体的には、0.5mmから2mm程度離す。ただし、拡散シート15が板状であり、かつ耐熱性が良好な場合は、図4に示すように拡散板15aの中央部にくぼみを形成し、ランプ11の先端部を挿入してもよい。このように構成することにより、ランプ11はソケット27と拡散板15aのくぼみで軸あわせができ、かつ固定されるため、衝撃等で位置ずれをおこさなくなる。
【0068】
ランプ11の光放射領域から放射された光で、放物面鏡12により液晶表示パネル1333を照明できないものはもったいないので、図2に示すように光反射筒32をランプ11にかぶせる。光反射筒32は、ランプ11から放射された光をその内面で反射し、ふたたびランプ11の内面にもどし、有効な光放射領域から出射される。さらにはランプ11の底面に反射膜を形成もしくは配置することも光の有効利用に直結する。これにより、ランプ11の輝度立ち上がり特性、始動特性も向上する。
【0069】
ランプ11には3つの端子16がある。その1つはアノード電極25に電圧を印加するアノード端子16cであり、他の2つはフィラメント24に電流を供給するフィラメント端子16a,16bである。各端子16は、ソケット27の内部を通り、端子28と接続されている。端子28は、ベース基板14の配線とハンダ29で接続されている。ベース基板14には、ランプ11の駆動回路の部品17(17a、17b)が実装されている。
【0070】
つぎにランプ11について説明する。ランプ11のランプケース21はガラス製であり、通常は0.21〜0.5mm厚のガラスチューブを加工して形成される。内部に熱電子を放出するフィラメント24および放出された熱電子に電界を印加するアノード電極25が配置されている。
【0071】
フィラメント24にはバリウム、ストロンチウム、カルシウムの炭酸塩(BaCO、SrCO、CaCO)を塗布し、真空中で加熱されて酸化され活性化された酸化物が形成されている。ランプケース21の内面には希土類からなる蛍光体が塗布されている。特に、三波長タイプの蛍光体が望ましい。液晶表示パネルのカラーフィルタの光透過率とマッチングし、光利用効率が良好となるからである。また、発光する光の色温度は6000K以上9000K以下が好ましい。色温度は6000K以上であれば画像として満足のいく品位となる。色温度が高くなるほど表示品位は良好となるがランプの表示輝度は低くなる。
【0072】
ランプ11の直径は5mm以下がよい。ランプ11の体積が小さくなり輝度立ち上がり特性が早くなり、発光輝度も高くなるからである。しかし、2mm以下になるとアノード電極25をランプ11の内部に配置しにくくなり、また、放電開始電圧も高くなる。
【0073】
アノード電極25はリング状であり熱電子に電界を印可させるものである。また、製造時には前記リングに水銀を浸透もしくは塗布し、ランプケース21にアノード電極25を配置後、マイクロ波を照射してランプケース21内に水銀蒸気を発生させるにも用いる。
【0074】
ランプケース21内には、水銀蒸気とともにアルゴンガス,クリプトンガス,ネオンガスなどが封止されている。キセノンガスを用いることもできる。キセノンガスは温度依存性が少なく好ましい。しかし、キセノンガスのみでは始動性が悪くなる。そこで、キセノンガスに少量のネオンガスを混ぜることが好ましい。発光効率が高いのはアルゴンガス98%以上のときである。ただし、温度に対する輝度変化が少し大きい。
【0075】
アノード電極25は、図2(c)〜(e)に示すように平面状のものである。アノード電極25の形状については、(c)のドーナツ状のもの、(d)の板状のもの、又は(e)の中央に穴(膨らみ又は凹部でもよい。)が形成されたものが例示される。アノード電極25が平面状とは、立方体でないという意味であり図3(c)〜(e)に示すように平面状であれば該当する。
【0076】
フィラメント24の2つの端子(16a、16b)には、2.0(V)〜6.0(V)の範囲の直流(DC)電圧を印加する。フィラメント24に印加する電圧は2.5〜4.5(V)の範囲がよい。この範囲であれば投入電力が同一でもランプ11の発生輝度は高くなる。フィラメント24の表面積が大きくなるからである。その印加電圧によりフィラメント24は加熱され、フィラメント24の表面の酸化物から熱電子が放出される。アノード電極25の端子16cには、9(V)以上の直流(DC)電圧が印加される。なお、アノード電極25に印加する電圧は直流であるが、フィラメント24に印加する電圧は交流でもよい。
【0077】
フィラメント24より放出された電子はアノード電極25に印加された電圧により加速され、熱電子が水銀分子と衝突する。この衝突により紫外線が発生し、その紫外線が蛍光体23に照射され、可視光が発生する。
【0078】
放電(発光)時のアノード電圧V(以後、放電維持電圧と呼ぶ)は、9.5(V)〜11.5(V)である。しかし、放電(発光)を開始させるには15.0(V)以上の電圧(以後、放電開始電圧と呼ぶ)が必要である。なお、放電開始電圧はランプ11の直径が小さくなるほど高くなる。
【0079】
ランプケース21内では熱電子と水銀分子との衝突により紫外線が発生する。発生する紫外線は254nmである。しかし、一部185nmの波長の紫外線も発生する。185nmの紫外線はエネルギーが大きく、蛍光体にバリウム・マグネシウム系のものを用いていると、特に青色の蛍光体のダメージが大きく色温度が変化するので、採用することは好ましくない。なお、ランプ11の一端はビーズ状の封止部材20で封止されている。
【0080】
なお、ランプケース21の内側にアルミニウム(Al)からなる反射膜(反射面22)を形成してもよい。前記反射膜はケース21内の紫外線を反射して、前記反射された紫外線は前面の蛍光体23に照射される。したがって、有効発光領域の発光輝度は高くなる。以上のように内面に紫外線を反射する膜を形成することにより光利用効率を向上できる。
【0081】
図2(b)はランプ11の断面図である。アノード電極25とフィラメント24とは略直交させて配置されている。つまりアノード電極25の平面部とフィラメント24との長手方向と直交させている。
【0082】
図2において、12は放物面鏡としたがこれに限定するものではない。たとえば、図5(a)に示すように、放物面鏡と球面球とを組み合わせたものを用いてもよい。図5において、ランプ11から放射される光51aは放物面鏡11の反射面22(図ではb領域)で反射されて略平行光とされ、液晶表示パネル1333を照明する。球面鏡(図ではa領域)がなければランプ11から放射された光線51cは2度と利用されることはない。しかし、球面鏡の焦点に発生ランプ11の発生領域を位置するようにすると、光線51cは反射面22のa領域で反射され反射光51bとなり再びランプ11の蛍光体23に照明され散乱し、その光の一部は51dとなって液晶表示パネル1333を照明する。以上のことから球面鏡によりランプ11の発光輝度を向上でき、光利用効率を向上できる。
【0083】
なお、球面鏡の形成部は、図5(b)で示すように斜線に示す箇所に配置することが好ましい。つまり液晶表示パネル1333の有効表示領域(画像表示部)には放物面鏡12により平行光が照射され、それ以外の領域(斜線部)にランプ11から放射された光は球面鏡によりランプ11にもどすのである。
【0084】
なお、放物面鏡及び球面鏡等は、それぞれ完全な放物面あるいは球面等を言うのではなく、非球面形状であってもよい。実験により、より良好に光を集光できるように凹面鏡を設計する。
【0085】
また、略平行光を液晶表示パネル1333に照射するとしたが、略平行光は観察者が液晶表示パネル1333の表示画像を良好にみるため必要な光をいうのであって、厳密な平行光をいうものではない。たとえば、液晶表示パネル1333の表示領域の周辺部では、主光線は垂直でない場合は光学上多いし、また、十分な指向性を確保するには、かなり平行光の状態が悪くかつ、光の広がる立体角が大きい場合もある。これらをすべて総称して略平行光と便宜上呼んでいる。
【0086】
図6は放物面鏡12の光出射面をおりまげ反射ミラー22aを配置したものである。ランプ11から放射された光51aはミラー22aで反射し放物面鏡12のミラー22bで反射して液晶表示パネル1333を照明する。もちろんランプ11の先端から放射された光51bは直接液晶表示パネル1333を照明し、光51cは放物面鏡12の反射面22bで1回反射して液晶表示パネル1333を照明する。
【0087】
この時、図7(a)において、拡散シート15からランプ11側をみると、ランプ11の外周部に低輝度部71が発生することがある。これは緩衝部材26が光を反射しないため、前記低輝度部71に入射する光が少ないからである。これを解決するため、図7(b)に示すようにゴムキャップ72をかぶせる方法がある。ゴムキャップ72にはTiなどの拡散剤を添加し、散乱体としている。このゴムキャップ72によりゴムキャップ72の全体が光ることになり、図7(a)に示す低輝度部はなくなる。
【0088】
ゴムキャップ72の他、シリコン樹脂,ポリカーボネート,アクリル樹脂、エポキシ樹脂、すりガラス等も用いることができる。また、好ましくはゴムキャップ72とランプ11とはわずかな空間をあける。この構成は図7(c)である。突起部73により空間を保持する。空間はランプ11を保温する効果がある。空気は熱電導性が悪いからである。この保温の効果により低温時のランプ11の発光輝度は良好になる。
【0089】
ゴムキャップ72をかぶせずとも、図8に示すように、ランプ11を豆球状にする方法もある。蛍光体23が塗布された部分が発光面となるため緩衝剤26があっても低輝度部71は発生しなくなる。
【0090】
ランプ11はランプケース21内部に封じこめるエネルギーが大きいほど発光輝度は高くなる。理論的(理想的)には、発光輝度はランプの内径の2乗に反比例する。そこで発光輝度を高めるため、図9に示すようにランプの先端部を根本よりも細くする形状が好ましい。なお、利用できない箇所には反射膜91a,91bを形成することが好ましい。
【0091】
図9のようにランプ11の底面および好ましくはランプ11の側面に光反射性のある金属薄膜を形成もしくは配置することは効果がある。前記金属薄膜とは、アルミホイル、銅シート、アルミの蒸着膜などが例示される。前記金属薄膜(導電性があり、かつ光反射性を有するものであればよい。たとえば、カーボン薄膜も適用できるであろう。)はフィラメント24のグランド端子などの固定電位に接地される。このように構成することにより、ランプ11の始動性がよくなる。これはランプ11で発生する光を前記導体薄膜で反射することにより、エネルギー密度が高まるためと推定される。
【0092】
輝度を向上させる他の方法として図10の構成がある。図10(a)はランプ11に出射面が凹状の集光キャップ101をかぶせたものであり、図10(b)はプリズム状のもの(集光プリズム102)を接着剤103で取り付けたものである。このように構成することにより正面に照射できる光量を増大させることができる。もちろん図10(c)に示すようにランプ11に金属等からなる反射筒105をかぶせ、先端(正面)部に拡散板106をかぶせた構成も良好である。反射筒105とランプ11間に透明樹脂104を充填することにより拡散板106の全面積が均一な輝度となる。また、図10(d)に示すようにランプ11に金属ケース(反射キャップ107)をかぶせることも有効である。
【0093】
ランプ11は直流電圧で点灯かつ発光が持続される。また、アノード電極25に印加する電圧も20(V)以下と比較的小さい。そのため静電気を帯びたランプ11に電圧を印加してもランプ11が点灯しない場合がある。特にランプ11の表面を手で触れた直後にランプを点灯しようとすると、しばらくの時間、点灯しないことがある。これは、人間の静電気が蛍体膜23の界面等にチャージされることがあるためである。ただし、通常ビューファインダにおいて直接ランプ11を手で触れることはないから実用上問題はない。
【0094】
帯電防止の対策としては、図11に示すようにランプケース21の外面にITO等の透明導電体膜を塗布する方法がある。ITO膜111は接地される。ITO膜のかわりに、導電ペーストをうすく塗布する方法もある。カーボンを塗布する方法もある。そのほか図11(b)に示すように帯電防止膜112を形成する方法もある。また図12に示すように、ランプ11の外周に導線(エナメル線,カーボン線等)をまきつける方法も有効である。また図13に示すように金網等をランプ11の外周に配置するのも有効である。以上の対策をすることにより、ランプ11には電荷がチャージすることなく確実に点灯できるようになる。
【0095】
導線をニクロム線とすることによりランプ11を加熱し、始動特性を改善できる。たとえば、図43に示すように、スイッチ423がオンすることにより前記導線に電流を印加する。電流の印加によりランプ11が加熱されアノード電極25に電圧を印加した直後から良好に定常発光を開始できる。このことは特に周囲温度が低温のとき効果が著しい。静電気対策としても効果を発揮する。
【0096】
また、図14に示すように、アノード電極25を高抵抗(1MΩ程度)を介して接地する方法も対策として有効である。アノード電極25の電位が安定し、電荷がチャージすることが極めて少なくなる。
【0097】
また、図15に示すように、放物面鏡12が反射面22を兼ねた金属等の導電体からなる場合は、その放物面鏡12を接地する方法も良好な結果が得られる。もちろん、大量の電荷が発生し、ランプ11にチャージした時には点灯しなくなる。これは、ランプ11の周辺の電界の電位が安定するためと、推測される。
【0098】
図44はランプ11を横置きにして用いる方法であった。本発明はこれに限定するものではなく、図45に示すように、ランプ11を縦置きにして用いてもよい。図44(a)はランプケース401に出射面が凹状の透明ケースをかぶせたものであり、図45(b)はプリズム状のものを接着剤301で取り付けたものである。このように構成することにより正面に照射できる光量を増大させることができる。もちろん図45(c)に示すように、ランプケース401に金属等からなる反射筒302をかぶせ、先端(正面)部に拡散板293をかぶせた構成も良好である。反射筒302とランプケース401間に透明樹脂291を充填することにより拡散板293の全面積が均一な輝度となる。また、図45(d)に示すようにランプケース401に金属ケース294をかぶせることも有効である。
【0099】
次に、本発明に関連する参考例の発光素子の駆動方法について説明する。本発明に関連する参考例の発光素子点灯のためには2つの電圧(電流)が必要である。1つはフィラメント電圧E である。フィラメント電圧は1.5(V)〜6.0(V)であり、約2(V)のときフィラメント電流は約40(mA)流れる。フィラメント電圧は比較的高い方がよい。特に3.0(V)〜5.0(V)の範囲が同じ電力量でもよい。他の1つはアノード電極25に印加するアノード電圧Eである。アノード電圧Eとしては、放電(発光)を維持する電圧(放電維持電圧Ec)と、放電(発光)を開始させる電圧(放電開始電圧E)がある。放電維持電圧Ecは、アノード電極25とGND間の電圧であり、9(V)から12(V)である。ただ、ランプ11の直径が小さく内部のガス圧が高いほど電圧は高くなる傾向がある。放電開始電圧Eは15(V)以上である。同様にランプ11の直径が小さく内部のガス圧が高いほど電圧Esも高くなる傾向がある。また、定格時のアノード電流Iは3(mA)〜10(mA)である。
【0100】
ランプ11に使用する電源電圧は低い方が、ランプ11で消費する電力が減少するから好ましい。したがって、前記電源の電圧を有効にアノード電極25に印加し、所定の発光輝度が保たれることが好ましい。そのため、本発明に関連する参考例では図16に示すように、以下のようにしてランプ11を点灯させ、かつ発光状態を維持する。
【0101】
まず、アノード電極25に電圧を印加する前にフィラメント24に電圧Eを印加し、フィラメント24を加熱する。フィラメント24を加熱せずにアノード電極25に電圧を印加するとフィラメント24上の酸化物を減少させる役割が通常より多くなり、ランプ11の寿命を短縮してしまうためである。フィラメント24の電流を流して、少なくとも0.1秒以上経過してからアノード電極25に電圧を印加すべきである。
【0102】
次に可変電源162から放電開始電圧E以上の電圧Eを発生させ、可変抵抗163に放電開始電圧E以上の電圧Eが印加されたとき、アノード電極25に定格電流Iが流れる値に設定される。なお、可変抵抗163とは可変電流素子の意味で用いてもよく、たとえば、FET、トランジスタ等で構成すればよい。また、サーミスタ等でもよい。電圧Eが印加されることによりランプ11は発光を開始する。しかし、このままでは可変抵抗163で生じる電圧降下分が大きく、電力利用率は悪い。そこで、タイマー回路161は、所定期間(たとえば、ランプ11点灯の1秒後)に可変抵抗163の抵抗値を変化させるとともに、可変電源162が出力する電圧を変化させ、アノード放電維持電圧E+0.5(V)程度まで降下させる。
【0103】
この時、可変抵抗163を流れる電流は所定値Iを維持するようにする。最終的には可変抵抗163での電圧降下は0.5(V)程度にし、アノード電極25にはアノード維持電圧Eが印加されるようにする。前記所定時間はタイマー回路161の入力スイッチSWのON、OFFをマイコン制御することにより設定される。ランプ11の発光が安定するまでは放電維持電圧Ecは変化する。したがって、十分な時間をおいてからタイマー回路161を動作させる。
【0104】
他の駆動方法として図17に示すように、放電開始電圧E以上の電圧Eを発生する電源と、放電維持電圧E以上の電圧Eを発生する電源を2つ用いてランプ11を点灯させる方法がある。以下、図17に示す駆動方法について説明をする。
【0105】
電流制限抵抗Rは電源Eが印加されたときにアノード電極25に所定電流Iが流れるようにするものであり、電流制限抵抗Rは、電源Eが印加されたときにアノード電極25に所定電流Iが流れるようにするものである。まず、フィラメント24に電圧Eが印加されフィラメント24に電流が流される。この時アナログスイッチ172aと172bは両方ともオープンにしておくことが好ましい。 次に、アナログスイッチSWがオン(もしくはオフ)し、アノード電極25に電圧Eが印加される。したがって、ランプ11は放電(発光)を開始する。次に、所定時間後にマイコンによりスイッチSWが閉じられ、タイマー回路161の論理出力は反転し、アナログスイッチSWがオンしたのち、アナログスイッチSWがオープンする。アナログスイッチSWがオンすることによりアノード電極25には電圧Eが印加され、放電状態が維持される。
【0106】
図16、図17は、アノード電極25に定常状態の電圧を印加してランプ11を点灯させるものであったが、図20はアノード電極25に放電開始電圧以上のパルス状もしくはステップ状の電圧を印加し、ランプ11を点灯させるものである。まず、DCDCコンバータ201bにオン信号2が印加されることによりDCDCコンバータ201bの電圧出口端子からフィラメント電圧Eが出力される。具体的にはEは2から3(V)前後である。また、電流は40(mA)前後の直流である。フィラメント電流がフィラメント24に流れることによりフィラメント24上の酸化物は熱せられ、熱電子が放出される。
【0107】
次に、DCDCコンバータ201aにもオン信号1が印加され、電圧出力端子から放電維持電圧Eが出力される。放電維持電圧Eは具体的には9(V)〜13(V)である。VRはボリウムであり、ランプ11の放電(発光状態)でのアノード電極25に流れ込む電流を調整するためのものである。VRの値を大きくすればアノード電極25に流れ込む電流は小さくなり、ランプ11の発光輝度は低下する。VRの値を小さくすればアノード電極25に流れ込む電流は大きくなり、ランプ11の発光輝度は高くなる。VRはランプ11の個体バラツキを調整するためにも用いる。アノード電極25とフィラメント24との配置距離が異なるとランプ11個々に明るさのバラツキが±20%程度生じるからである。
【0108】
VRの値としては50Ωから300Ω程度の調整ができることが必要である。Cは電界コンデンサであり、QはNPNトランジスタ、QはPNPトランジスタである。インバータ171の出力がLの時Qがオンし、コンデンサCのb端子はGND電位となり、インバータ171の出力がHの時はQがオンし、コンデンサCのb端子には電圧Eが印加される。電界コンデンサCの容量はVRの抵抗値との時定数で定める。アノード電極25には少なくとも放電開始電圧以上の電圧を2μ秒以上印加する必要がある。好ましくは10μ秒以上印加する必要がある。
【0109】
アノード電極25には放電維持電圧Eがまず印加される。次にマイコン等によりインバータ201の出力をまずLレベルにし、コンデンサCのb端子をGND+0.6(V)の電圧にする。この時コンデンサCのa端子はE電圧が印加されている。次に、インバータ171の出力をHレベルにする。すると、コンデンサCのb端子は急にGND+0.6(V)からE−0.6(V)に変化する。したがって、コンデンサCのa端子にはE+(E−0.6)(V)に変化する。前記電圧が放電開始電圧以上が2μ秒以上の期間印加されれば、ランプ11は点灯する。ランプ11が点灯するとコンデンサCのa端子に充電されていた電荷はアノード電極25に流れ込み、a端子は(E−VRの値(抵抗値)×アノード電流)なる電圧に維持される。
【0110】
ランプ11を消灯させるには点灯状態でインバータ171の出力をLレベルに変化させる。すると、コンデンサCのb端子はGND+0.6(V)となるから、a端子も同様の変化をし、アノード電極25の電圧が放電維持電圧よりかなり低くなるのでランプ11は消灯する。なお、コンデンサC、トランジスタQ、Qなる構成はアノード電極25に放電開始電圧以上のパルス状の電圧を印加するためのものであって、そのほかの構成であってもよいことは言うまでもない。
【0111】
たとえばFET等でも構成することもできる。また、アノード電極25に印加する電圧は放電開始電圧以上の電圧を印加すればよいのであって、パルス状であってもステップ状であっても、ひずんだ矩形あるいはサイン波であってでもよい。また、バッテリー202からDCDCコンバータ201を介して電圧E、Eを作製するとしているが、バッテリー電圧が放電維持電圧以上であればバッテリー202からの出力電圧を直接アノード電極25に印加してもよい。
【0112】
ランプ11の発光輝度を調整するにはVRの抵抗値で調整する方法の他に、図18に示すようにアノード電極25にパルス状の電圧を印加して調整する方法がある。光検出回路183内のホトダイオード181に光が入射するとオペアンプ182の出力電圧が高くなる。ホトダイオード181は外光が強いとき出力電圧が大きくなる。光検出回路183のC、Rはホトダイオード181からの出力のノイズを低下させるための積分回路である。CRの限定数は1/10秒以下とする。
【0113】
オペアンプの出力電圧が高い時(この時、外光が強い。つまり、屋外等で用いている場合とする)、ランプ11の発光輝度を高くする。逆にオペアンプの出力電圧が低い時(この時、外光が弱い、つまり屋内等で用いている場合とする)、ランプ11の輝度も低くてよい。発振回路184に入力される電圧が高い時、発振状態は(2)の状態(電圧が高い部分が多い)となり、逆に入力される電圧が低い時、発振状態は(1)の状態(電圧が低い部分が多い)となる。
【0114】
なお、電圧が高い部分が多いほどアノード電極25には電圧を印加される時間が長くなり、実効値的には高輝度表示が行なわれる。発振回路184の出力は増幅器185に入力され、増幅器185の出力はGND電圧と放電開始電圧以上の電圧Eの矩形波を出力する。放電開始電圧以上の電圧Eの期間が長いほどランプ11は高輝度に点灯する。なお、抵抗Rは電流制限抵抗である。
【0115】
図16において、可変抵抗163の抵抗値が変化する間、図1においてSW,SWが切りかわるまでの間、図19においてパルス状の電圧が印加され、ランプが安定して点灯するまでの間は、ランプ11の発光輝度が変化することがある。この間に観察者が表示パネル1333の表示画像をみていると不快感を与える。本発明に関連する参考例のビューファインダではこの対策の以下の図19に示すようにして解決をする。
【0116】
まず、最初に液晶表示パネル1333の駆動回路について説明をしておこう。191はビデオ信号を所定値まで増幅するビデオアンプ、192は正極性と負極性のビデオ信号を作る位相分割回路、193はフィールドごとに極性が反転した交流ビデオ信号を出力する出力切り換え回路、194はソースドライブ回路195およびゲートドライブ回路196の同期および制御を行うためのドライブ回路制御部である。
【0117】
まず、ビデオ信号はビデオアンプ191によりビデオ出力振幅が液晶の電気光学特性に対応するように利得調整が行われる。次に、利得調整されたビデオ信号は位相分割回路192に入り、正極性と負極性の2つのビデオ信号が作られる。この2つのビデオ信号は出力切り換え回路193に入り、フィールドもしくは一水平走査期間ごとに極性を反転したビデオ信号が出力される。このようにフィールドごとに信号の極性を反転させるのは、交流電圧を印加して液晶が劣化することを防止するためである。
【0118】
次に、出力切り換え回路193からのビデオ信号はソースドライブ回路195に入力され、ソースドライブ回路195はドライブ回路制御部194からの制御信号により、ビデオ信号のレベルシフト、サンプルホールドなどの信号処理を行い、ゲートドライブ回路196と同期をとって液晶表示パネル1333のソース信号線に所定電圧を出力する。
【0119】
ゲート信号線にオン電圧が印加されると、前記ゲート信号線に接続されているTFTはオン状態となり、ソース信号線に出力されている映像信号を画素電極に印加する。ゲート信号線にオフ電圧が印加されることによりTFTはオフ状態となり前記画素電圧に印加された信号は1フィールド間保持される。
【0120】
図16を例にすれば、第1段階(ランプ点灯前から可変電源162が、放電維持電圧E+0.5(V)になるまで)では、スイッチSW1はグランド(たとえば、液晶表示パネル1333の対向電極243の電位)に接続されている(b端子位置)。つぎに第2段階(可変電源162が放電維持電圧Ec+0.5(V)を出力した後)では、スイッチSW1がa端子に切り換えられビデオ信号がアンプ191に印加され、液晶表示パネル1333に映像が表示される。
【0121】
スイッチSW1がb端子の時は液晶表示パネル1333には画像は表示されていない(黒表示となるように制御されている)。黒表示の時にランプ11の発光輝度が変化しても観察者にはその変化がほとんど認識されない。なお、前述の黒表示とは無映像表示状態を意味し、黒表示の他、ラスター表示、ダーク表示等の表示状態をも含む概念である。
【0122】
図1のビューファインダでは観察者は拡大レンズ1336を前後させて液晶表示パネル1333の表示画像の虚像が良好に見えるように位置調整をおこなう。そのため拡大レンズ1336は取付ホルダー1335に取り付けられている。つまり取付ホルダー1335を前後させてピント調整を行う。したがって取付ホルダー1335が移動に要する距離が必要であり、その分だけビューファインダの全長は長くなる。
【0123】
図21のように構成すれば取付ホルダー1335は必要でなくなる。拡大レンズ1336aはシリコン樹脂等の柔軟性のある透明物で構成されている。前記拡大レンズ1336aはコバ(レンズの側面、レンズの固定部)を虹採絞りのような加圧手段ではさまれている。前記虹採絞りは外ワク211に取り付けられ、絞りつまみ212をうごかすことにより虹採絞りの穴は可変する。
【0124】
図22(a)のように虹採絞り213の穴が大きいときは、拡大レンズ1336aの中心厚は薄くなっている。したがって拡大レンズ1336aの焦点fは長い。一方図22(b)のように虹採絞り1336bのように穴が大きいときは拡大レンズ1336aの中心厚は厚くなっている。したがって、拡大レンズ1336aの焦点fは短くなる。以上のように絞りつまみ212によりレンズ1336aの焦点を変化させることができ、ピント調整を容易におこなえる。したがって取付ホルダー1335は必要でなくなる。
【0125】
拡大レンズ1336aは先にあげたシリコン樹脂の他、天然ゴム、合成ゴム等でも作製することができ、他に液晶レンズを応用することもできる。液晶レンズとは2つの電極間に液晶を狭持させたものであり、前記電極に電圧を印加することにより、液晶の屈折率が変化し、液晶レンズの焦点距離fを変化できるものである。この場合、虹採絞りは必要はない。
【0126】
液晶表示パネル1333はTN液晶表示パネル、STN液晶表示パネルが例示され、その他強誘電液晶表示パネル、反強誘電液晶表示パネル、コレステリック液晶表示パネル等も用いることができる。またPLZTを応用した表示パネルをも用いることができる。つまり、透過型の表示パネルであれば採用できる。その他に高分子分散液晶表示パネルをも用いることができる。前記パネルは光を透過・散乱により光変調を行うモードの液晶であり、偏光板を用いるため光利用効率が非常に高い。
【0127】
液晶表示パネル1333としてTNあるいはSTN液晶表示パネルを用いる場合は、前記液晶表示パネルは一般的でよく知られているため説明を要しないであろう。しかし、液晶表示パネル1333として、PD液晶表示パネルを用いる場合は説明を要すると考えられるためここで説明をしておく。
【0128】
PD液晶表示パネルの動作について、図24(a)、(b)を用いて簡単に説明する。図24(a)、(b)はPD液晶表示パネルの動作の説明図である。図24(a)、(b)において、ポリマー246中には水滴状の液晶(以後、水滴状液晶245と呼ぶ)が分散されている。画素電極244にはTFT(図示せず)等が接続され、TFTのオン、オフにより画素電極244に電圧が印加されて、画素電極244上の液晶配向方向を可変させて光を変調する。図24(a)に示すように電圧を印加していない状態では、それぞれの水滴状液晶245は不規則な方向に配向している。この状態ではポリマー246と水滴状液晶245とに屈折率差が生じ、入射光は散乱する。
【0129】
ここで図24(b)に示すように、画素電極244に電圧を印加すると水滴状液晶245の分子の方向がそろう。液晶分子が一定方向に配向したときの屈折率をあらかじめポリマー246の屈折率と合わせておくと、入射光は散乱せずにアレイ基板242より出射する。
【0130】
本発明に関連する参考例のビューファインダ等の液晶表示パネルに用いる液晶材料としてはネマティック液晶、スメクティック液晶、コレステリック液晶が好ましく、単一もしくは2種類以上の液晶性化合物や液晶性化合物以外の物質も含んだ混合物であってもよい。
【0131】
なお、先に述べた液晶材料のうち、異常光屈折率nと常光屈折率nの差の比較的大きいシアノビフェニル系のネマティック液晶、または、経時変化に安定なフッ素系、クロル系のネマティク液晶が好ましく、中でもクロル系のネマティック液晶が散乱特性も良好でかつ、経時変化も生じ難く最も好ましい。
【0132】
高分子マトリックス材料としては透明なポリマーが好ましく、ポリマーとしては、製造工程の容易さ、液晶相との分離等の点より光硬化タイプの樹脂を用いる。具体的な例として紫外線硬化性アクリル系樹脂が例示され、特に紫外線照射によって重合硬化するアクリルモノマー、アクリルオリゴマーを含有するものが好ましい。中でもフッ素基を有する光硬化性アクリル樹脂は散乱特性が良好な光変調層(液晶層)248を作製でき、経時変化も生じ難く好ましい。
【0133】
また、前記液晶材料は、常光屈折率nが1.49から1.54のものを用いることがこのましく、中でも、常光屈折率nが1.50から1.53のものを用いることがこのましい。また、屈折率差△nが0.20以上0.28以下のものとを用いることが好ましい。n,△nが大きくなると耐熱、耐光性が悪くなる。 n,△nが小さければ耐熱、耐光性はよくなるが、散乱特性が低くなり、表示コントラストが十分でなくなる。
【0134】
以上のことから、光変調層248の構成材料として、常光屈折率nが1.50から1.53、かつ、△nが0.20以上0.28以下のクロル系のネマティック液晶を用い、樹脂材料としてフッ素基を有する光硬化性アクリル樹脂を採用することが好ましい。
【0135】
このような高分子形成モノマーとしては、2−エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、ネオペンチルグリコールドアクリレート、ヘキサンジオールジアクリート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールアクリレート等々である。
【0136】
オリゴマーもしくはプレポリマーとしては、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ポリウレタンアクリレート等が挙げられる。
【0137】
また、重合を速やかに行なう為に重合開始剤を用いても良く、この例として、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン(メルク社製「ダロキュア1173」)、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン(メルク社製「ダロキュア1116」)、1−ビドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバガイキー社製「イルガキュア184」)、ベンジルメチルケタール(チバガイギー社製「イルガキュア651」)等が掲げられる。その他に任意成分として連鎖移動剤、光増感剤、染料、架橋剤等を適宜併用することができる。
【0138】
なお、樹脂材料が硬化した時の屈折率nと、液晶の常光屈折率nとは略一致するようにする。液晶層248に電界が印加された時に液晶分子が一方向に配向し、液晶層248の屈折率がnとなる。したがって、樹脂の屈折率nと一致し、液晶層248は光透過状態となる。屈折率nとnとの差異が大きいと液晶層248に電圧を印加しても完全に液晶層248が透明状態とならず、表示輝度は低下する。屈折率nとnとの屈折率差は0.1以内が好ましく、さらには0.05以内が好ましい。
【0139】
PD液晶層中の液晶材料の割合はここで規定していないが、一般には60重量%〜95重量%程度がよく、好ましくは70重量%〜90重量%程度がよい。50重量%以下であると液晶滴の量が少なく、散乱の効果が乏しい。また90重量%以上となると高分子と液晶が上下2層に相分離する傾向が強まり、界面の割合は小さくなり散乱特性は低下する。高分子分散液晶層の構造は液晶分率によって変わり、だいたい50重量%以下では液晶滴は独立したドロップレット状として存在し、50重量%以上となると高分子と液晶が互いに入り組んだ連続層となる。
【0140】
水滴状液晶245の平均粒子径または、ポリマーネットワークの平均孔径は、0.5μm以上2.0μm以下にすることが好ましい。中でも、0.6μm以上1.5μm以下が好ましい。PD液晶表示パネルが変調する光が短波長(たとえば、B光)の場合は小さく、長波長(たとえば、R光)の場合は大きくする。水滴状液晶245の平均粒子径もしくはポリマー・ネットワークの平均孔径が大きいと、透過状態にする電圧は低くなるが散乱特性は低下する。小さいと、散乱特性は向上するが、透過状態にする電圧は高くなる。
【0141】
赤色光を変調する画素上の平均粒子径または平均孔径は0.8μm以上1.5μm以下にし、青色光を変調する画素上の平均粒子径または平均孔径は0.5μm以上1.0μm以下にする。かつ少なくとも赤色光を変調する画素上の粒子径または孔径は青色光を変調する画素よりも大きくすべきである。各画素の散乱特性を良好にするためである。
【0142】
本発明に関連する参考例の高分子分散液晶は、液晶が水滴状に樹脂中に分散された水滴状液晶245(図24参照)、樹脂がスポンジ状(ポリマーネットワーク)となり、その他、スポンジ状の樹脂間に液晶が充填されたもの等に該当する。また、その高分子分散液晶は、液晶と樹脂とが交互に積み重なり層状となっているものも含む(特開平6−208126及び特開平6−202085)。また、その高分子分散液晶は、液晶がカプセル状の収容媒体に封入され、かつカプセル間が樹脂で充填されているものも含む(特公平3−52843号公報)。さらには、その高分子分散液晶は、液晶または樹脂(ポリマー246)中に二色性、多色性色素が含有されたものも含む。
【0143】
液晶層248の膜厚は5〜20μmの範囲が好ましく、さらには8〜15μmの範囲が好ましい。膜厚が薄いと散乱特性が悪くコントラストがとれず、逆に厚いと高電圧駆動を行わなければならなくなり、ゲート信号線(図示せず)にTFTをオンオフさせる信号を発生するゲートドライブ回路(図示せず)、ソース信号線(図示せず)に映像信号を印加するソースドライブ回路(図示せず)の設計などが困難となる。
【0144】
液晶層248の膜厚制御としては、黒色のガラスビーズまたは黒色のガラスファイバー、もしくは、黒色の樹脂ビーズまたは黒色の樹脂ファイバーを用いる。特に、黒色のガラスビーズまたは黒色のガラスファイバーは、非常に光吸収性が高く、かつ、硬質のため液晶層248に散布する個数が少なくてすむので好ましい。また、画素電極と対向電極のうち少なくとも一方に絶縁膜を形成することは有効である。
【0145】
また、絶縁膜としてはTN液晶表示パネル等に用いられるポリイミド等の配向膜、ポリビニールアルコール(PVA)等の有機物、SiO等の無機物が例示される。好ましくは、密着性等の観点からポリイミド等の有機物がよい。この絶縁膜としてポリイミドを用いる点は特に有用である。
【0146】
PD液晶表示パネルでは、信号線と画素電極間の電磁的結合を防止することも重要である。図23におけるソース信号線249にはたえず交流電流が印加されている。したがって、図23の画素電極244とソース信号線249間には電気力線が発生し、その電気力線に液晶分子が配向して、画素電極244周辺部等から”光ぬけ”が発生する。
【0147】
この”光ぬけ”の対策としてはソース信号線249およびゲート信号線上、および前記信号線の近傍を液晶層248の比誘電率よりも低い材料(以下、低誘電体材料と呼ぶ)でシールドする。低誘電体材料とはSiO、SiNxなどの無機材料、液晶層248のポリマー、レジスト、PVAなどの有機材料が例示される。
【0148】
また、PD液晶表示パネルと偏光板を用いる構成もあることを忘れてはならない。PD液晶表示パネルの光入射側と光出射側のうち少なくとも一方に偏光板を配置することにより表示コントラストを大幅に向上できる。
【0149】
図23(a)では、カラーフィルタ230の色に対応して水滴状液晶248の平均粒子径またはポリマーネットワークの平均孔径を変化させている。少なくとも赤色の画素のそれは青色の画素のそれよりも大きくする。これらの平均粒子径を変化させる方法としては赤(R),緑(G),青(B)の画素に対応し、R,G,Bごとに紫外線の透過量が異なるマスクをPD液晶表示パネル製造時パネル面に配置し、前記マスクを介して前記パネルに紫外線を照射し、液晶層248の樹脂を重合させればよい。紫外線の照射強度の弱い箇所は平均粒子径等は大きくなり、強い箇所は小さくなる。
【0150】
図23(b)に示すように、R,G,Bの画素ごとに液晶層248の膜厚を変化させる構成も重要である。液晶層248の膜厚は図に示すように透明樹脂231a,231bを形成することにより行える。透明樹脂231としてはゼラチン,ポリイミド,UV樹脂、エポキシ樹脂等が該当する。その透明樹脂231は、図に示すように対向電極243上に形成してもよく、逆に透明樹脂231上に対向電極243を形成してもよい。また、画素電極244上に直接形成してもよい。
【0151】
図23(b)に示すように、R色に対応する画素の液晶層248の膜厚はB色に対応する画素の液晶層248の膜厚よりも厚くする。これはR光に対しては平均粒子径等の大きさを大きくする必要があるためである。平均粒子径等は変調する光の波長にほぼ比例すると考えてよい。一方平均粒子径が大きくなれば、同一液晶膜厚に対して光透過状態に要する電圧は低くなる。R光液晶層の膜厚はB光のそれよりも1μm以上の差をつけることが好ましい。もしくは、R光液晶層の膜厚はB光のそれよりも1/10以上厚く形成することが好ましい。
【0152】
図23(b)ではカラーフィルタ230は図示していない。カラーフィルタがなくても、図122(b)に示すように液晶表示パネル1333にマイクロレンズアレイ1224をはりつけ、ダイクロイックミラーで光源1221からの同色光をR,G,B光に分離して各画素244a,244b,244cに入射させればよい。つまり、3つの画素に対して1個のマイクロレンズを割り当てるのである。
【0153】
図2ではランプ11の先端を液晶表示パネル1333の方向にむける構成であった。しかし、この構成ではランプ11の長さ分の確保が必要であるため、ビューファインダの全長が長くなる。図25はこの課題を解決したものである。ランプ11の側面を液晶表示パネル1333の方に向けて配置する。図26は図25のAA’線での断面図である。ランプ11はベース基板14にソケット27を介して取り付けられる。反射面22aは2次元の放物面形状であり、反射面22bは3次元の放物面形状となっている。
【0154】
反射面22bはランプ11の先端部からの光を集光し、平行光にして液晶表示パネル1333を照明する。反射面22bの略焦点位置にランプ11の発光部が位置するようにしている。反射面22aはランプ11の側面と略平行となるようにしている。またランプ11の側面を中心としてランプ11の裏面(ランプ11と反射面22aと相対する箇所)には反射膜91が形成される。もし、反射膜91がない場合、光線51aが放射される。
【0155】
前記光線51aは反射面22aにあたり反射光51cとなる。しかし、51cはランプ11にあたるだけで、ほとんど液晶表示パネルを照明する光とはならない。反射膜91があるとランプ11で発生した光は反射膜91であたり、反射光線51bとなり、ランプの前面を光輝度化し、液晶表示パネル1333を光輝度化する。
【0156】
図27は図26のランプ11の配置状態の照明光学系を採用したビューファインダの構成図である。図1と比較して、ビューファインダの全長を短くすることができる。
【0157】
以後、図26のようにランプ11を配置する構成をランプ縦配置もしくはランプ縦配置照明系とよび、図2のようにランプ11を配置する構成をランプ横配置もしくはランプ横配置照明系と呼ぶ。
【0158】
ランプ縦配置の構成では、ランプ11のフィラメント24の配置方向を考慮する必要がある。以後、この理由および構成について順次説明する。
図28(b)は、フィラメント24とアノード電極25の配置を示している。アノード電極25は平面状の形状をしているとする。フィラメント24の長手方向とアノード電極25の長手方向とは直交するように配置される。
【0159】
今、図28(b)に示すようなフィラメント24とアノード電極25の配置状態で、ランプケース21の円周方向の輝度分布を測定したものを図28(a)に示す。なお、ランプケース21には、反射膜91等は形成されていないものとする。図28(a)で明らかなように45度(DEG.)および315度で輝度が最も高くなる。また、0度および180度で最も輝度は低くなる。
【0160】
フィラメント24から放出された熱電子はアノード電極25のアノード電圧により加速される。したがって、フィラメント24とアノード電極25との電位差が大きいほど加速は大きく、発生する紫外線量も多い。図28(b)に示すフィラメント24のA点はGNDであるから、アノード電極25間との電位差が大きい。したがって、図28(a)に示すようにフィラメント24の長手方向(0度−180度)とアノード電極25の長手方向(90度−270度)の中央部の角度で最も発光輝度が高くなる。表示パネル1333等を発光素子で照明する場合、最も高輝度の面を前記表示パネル1333に向けた方が有利である。したがって、フィラメント24のGND側を中心にして±30度の角度範囲を液晶表示パネル1333に向ければよい。
【0161】
ランプ縦配置の場合はランプ11の片方の側面から発する光を極力大きくするため、図29(a)に示すように、ランプケース21の内部片面に反射膜91を形成することが好ましい。また図29(b)のようにランプケース21の外部片面に形成してもよい。反射膜91を形成した箇所は酸化を防止するためSiO,SiN等の保護膜291を形成することが好ましい。
【0162】
図28(b)におけるA、B方向では紫外線の発生量は少なく、C、D方向では紫外線の発生量が多い。また、アノード電極25とフィラメント24との距離および電位差によって熱電子の加速割合が決定される。したがって、アノード電極25とフィラメント24との位置のバラツキが大きければ、ランプ11ごとの発光輝度のバラツキも大きくなる。図29のように端子16の先端にフィラメント24、アノード25が配置された構成ではフィラメント24とアノード電極25との位置のバラツキが生じやすい。
【0163】
図30は上記課題を解決するための構造である。フィラメント24とアノード電極25とは1つの取り付けガラス301に固定されている。そのため、フィラメント24とアノード電極25とは完全に固定でき、位置関係も精度よくできるから、ランプ11ごとの発光輝度バラツキも少ないから製造歩留まりを高くできる。また、フィラメント24の長手方向をランプケース21の長手方向としている。したがって、A面への紫外線照射量が大きくでき、A面の発光輝度を向上している。
【0164】
なお、フィラメント24のA点はGNDであり、アノード電極25との電位差が最も大きくなる。そのため、アノード電極25はフィラメント24のA点に近く配置すべきである。かつ、アノード電極25は反射率を高くする。アノード電極25が反射膜の役割を担うからである。また、A面にフィラメント24の影がでることがあるが、蛍光体23の膜厚等を適切に調整すれば軽減できる。
【0165】
図31(a)に示すように、本発明に関連する参考例の発光素子はA面(発光領域311)を最も高輝度に発光するようにする。一部の領域を高輝度にすることは、後に説明する本発明に関連する参考例のビューファインダに適するからである。なお、図30においてフィラメント24の長手方向はランプケース21の長手方向に配置するとしたがこれに限定するものではなく、ランプケース21の直径方向に配置してもよい。この場合の発光領域(A面)311bは図31(b)のようになる。
【0166】
本発明に関連する参考例のランプ11は図30のA面を正面に向けて用いる。そのためビューファインダ等に組み込んで用いる際には、フィラメント24等方向を考慮する必要がある。そのため、ランプ11の製造時、図31(c)に示すようにランプケース21の外面に黒線等からなるマーカ312を描いておくことが好ましい。またランプケース21の下部部にくぼみ部313(図31(c)参照)をつけておく。
【0167】
また、図31(d)に示すように発光領域311に透明突起314(三角柱、三角すい等)を形成することも有効である。前記透明突起314により光の指向性が鋭くなり、高輝度化できるから光利用率を向上できる。
【0168】
ランプ11と液晶表示パネル1333間には拡散シート15を配置する。配置状態としては図32(a)に示すように、ランプ11の前面の1部に配置された構成でもよい。また(b)のようにオーム(Ω)の文字形状にしてランプ11に全周の半分弱程度巻きつけてもよい。ランプ11の発光部とのさかい目が見えにくくなるから、拡散シート15bは小さくてもよい(放物面鏡12の光出射面全体をカバーしている必要はない)。また、(c)に示すように拡散シート15cは円弧状であってよく、(d)のように平面状であってでもよい。なお、図33(b)は直進光の割合を示し、小さいほど拡散度が高いことを示している。このことは他の図面においても同様である。
【0169】
拡散シート15はシート全体が均一な拡散性能にする必要はない。たとえば、図33に示すように一部が拡散部331であってもよい。図33に示すようにランプ11の中心部を拡散度を高くし、周辺部を低くする。拡散シート15は観察者が表示パネル1333をみたとき、ランプ11の発光形状がみえにくくするものである。観察者が拡大レンズ1336をのぞきこむ方向を変化させると、みる方向によってランプ11の発光像が移動する。したがって、拡散シート15の拡散部331はランプ11の発光像の移動領域をカバーできる大きさであればよい。
【0170】
図33はランプ縦配置の場合であるが、ランプ横配置の場合は図34のような構成すればよいことは言うまでもない。また、拡散部331はランプ11の全体をカバーする必要はない。たとえば図35のように左の拡散部331aと右の拡散部331bと2つの部分で構成してもよい。ランプ11の発光像の移動をみえにくくすればよいからである。また、一つの拡散部である必要はなく、図36に示すようにドット状の拡散点332を形成してもよい。
【0171】
以上は拡散シート15に拡散部331あるいは拡散点332を形成した場合である。他に図37(a)に示すようにランプ11の表面に拡散点332を形成してもよい。また図37(b)に示すようにランプ11に拡散剤の添加されたキャップ72をかぶせてもよい。さらに、キャップ72の表面に反射膜91を形成することにより高輝度を実現できる。反射膜91とはキャップ72の内面もしくは外面に直接Al等の金属反射膜を形成する構成、あるいは金属の反射筒をかぶせる構成等が例示される。図25は反射板22とランプ11とを分離した状態で照明光学系を構成する方式である。
【0172】
その他、図38のようにランプ11を透明ホルダー381に挿入する構成がある。透明ホルダー381の形成材料としてアクリル,ポリカーボネート,エポキシ樹脂の他、ガラス等が例示される。透明ホルダー381の裏面には反射面22が蒸着等により形成される。
【0173】
また、図26における拡散シート15側の出射面を凸レンズにする構成も有効である。光集光効率が向上するからである。また前記凸レンズと裏面の反射面22とを合わせてランプ11からの出射光を平行光にすればよいのであるから、反射面22と凸レンズ面の正のパワーは分散され小さくてすむ(曲率が小さくてすむ)。
【0174】
しかし、ランプ11の周囲が透明ホルダー381(図38参照)に完全に接していると、ランプの熱が伝導されやすくなり、ランプ11が適正な温度にならず、発光輝度が低下する場合がある。また、点灯後、輝度が所定値になるまで長時間を要するようになる。その対策を図40に示す。透明ホルダー381bのランプ11の直径よりも大きな穴をあけておく。穴には突起(凸部)401を形成しておく。ランプ11は突起401により保持されるとともに中心位置に固定される。また、ランプ11と透明ホルダー381b間にわずかな空間ができる。空気は熱電導性が悪いため、この空間の空気で保温効果がでる。
【0175】
さらに、図41(a)の構成の右側に位置する光出射面に、図41(b)の如く、プリズム411を形成もしくは配置することにより光の集光効率は高まり、高輝度化を実現できる。図41(c)に示すように、右端に位置する光出射面に拡散シート15(又は拡散板)を形成もしくは配置すること、または、エンボス加工をほどこすことによりランプ11の像は見えなくなり、良好な画像表示を実現できる。
【0176】
ランプ11は熱陰極方式のランプであり、発光輝度と温度との依存性は大きい。特に摂氏0度以下では発光輝度は著しく低下することがある。本発明に関連する参考例では図42のような回路構成および駆動方法を用いることにより温度補償を行なっている。
【0177】
図42(a)における温度検出回路は、温度により抵抗値が変化するサーミスタもしくはポジスタと所定の温度になったことを検出するコンパレータ回路からなる。サーミスタ421は温度が低下すれば抵抗値も低くなる。したがってRとSで作られる電圧Vは変化する。具体的には電圧Vは周囲温度が低くなるほど高くなる。EおよびEはVと比較するための基準電圧である。電圧VがEよりも高くなるとコンパレータ422aの出力は正出力となる。この出力が正となる周囲温度を10℃に設定されているとする。さらに温度がさがり、電圧Vが基準電圧Eより高くなるとコンパレータ422bの出力も正出力となる。この時の周囲温度を−10℃に設定されているとする。以上のように周囲温度によりコンパレータ422の論理出力は変化し、CPU423はこの論理出力の変化を監視する。
【0178】
コンパレータ422aの出力が正出力となるとCPU423はアナログスイッチ424bのSWを閉じる。すると抵抗RとRとが並列となり電圧Vが大きくなる。FET426に流れる電流はI=Rref/Vであるから、アノード電極25に流れる電流が多くなる。さらに周囲温度が下がりコンパレータ422bの出力が正出力となるとCPU423はアナログスイッチ424bのSWを閉じる。すると抵抗RとRおよびRとが並列となり先の電圧Vよりもさらに電圧が大きくなる。したがってRrefにながれる電流Iは大きくなるからアノード25に流れる電流も多くなり高輝度発光を行える。
【0179】
コンパレータ422の数が多いほど、周囲温度によるアノード電極25に流す電流をこまかく制御できる。したがってランプ11の温度特性補償を高精度に行うことができる。当然のことながら、コンパレータ422のかわりに温度を検出するIC(複数のメーカーから温度を測定してデジタル出力するICが市販されている)を用いてもよいことはいうまでもない。
【0180】
サーミスタ421は図47に示すようにランプ11のケースに密接して配置することが好ましい。特に図47のように発光部からの光の放出をさまたげない箇所にサーミスタ421を取りつけ(図ではランプ底部)、サーミスタ421の周囲を樹脂471でモールドしておくことが好ましい。このような構成をとることにより温度の検出(特にランプ温度)精度が良好となる。
【0181】
ランプ11の点灯順序も考慮すべきである。以下、ランプの点灯方法について説明する。まず、ビデオカメラの外観図を図43に示す。なお、ビデオカメラを中心として説明するが、これに限定するものではなく、スチルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ等にも適用できるものである。
【0182】
ビデオカメラは撮影(撮像)レンズ部432と具備し、撮影レンズ部432とビューファインダ部1321とは背中合わせとなっている。図43(a)は撮影しない状態の斜視図である。撮影(録画)するときは図43(b)に示すようにビューファインダ1321を横にたおす。ビューファインダ部1321とビデオカメラ本体432とは接続部434でつながれ、その接続部434で90度の角度を変化できるように構成されている。図43(b)のようにするのはビューファインダの観察者が液晶表示パネル1333の表示画像を見やすくし、撮影をやりやすくするためである。
【0183】
図43(b)のようにビューファインダ1321を横にたおすとスイッチ(SW)433の押さえつけが除かれ、スイッチ(SW)433がONもしくはOFFする。スイッチ(SW)433は具体的には、プッシュスイッチが該当する。そのスイッチ(SW)433は、図42における電圧Vが印可されている抵抗Rと直列に片側が接続され、その別の片側が接地されているSWである。
【0184】
そのSW(スイッチ)がON(もしくはOFF)されるとCPU423はそのSW(スイッチ)がONになったことを検出し、CPU423はアナログスイッチ424cのSWをとじる。すると、フィラメント電圧Vがフィラメント24に印加され、ランプ11のフィラメント24は加熱される。そのフィラメント24に電流が流れることによりランプ11は予備加熱状態となる。したがって、この予備加熱により低温時でもランプ11は急速に発光できることから、ランプ11の低温特性は改善できる。
【0185】
次に、図43における録画スイッチ435がONされる。そのONしたという情報はCPU423に伝達され、CPU423はアナログスイッチ424aのSWをとじることにより電圧Vをアノード電極25に印加する。電圧Vとは放電維持電圧以上の電圧である。このときインバータ171の出力はLレベルにされている。Vは放電開始電圧以下であるのでランプ11は放電しない。その後CPU423はインバータ171の出力をHレベルにする。するとアノード電極25には、コンデンサCの両端電圧が重畳されることにより、アノード電極25の電圧は放電開始電圧以上となるのでランプ11は発光する。ランプ11が発光すると急速にコンデンサCの電荷は放電する。なお、以上の動作を行う時にはリファレンス電圧Vは所定値に設定されている。
【0186】
コンデンサCに充電する電荷量は大きいほどまた、Cの両端電圧が高いほどランプ11の低温度補償はやりやすい。図44(a)はアノード電極25の印加電圧の変化を示している。図44(a)の点線はコンデンサCの電荷量が小さく、かつ比較的放電開始電圧Va1が低い時の印可電圧の変化を示している(Cによる昇圧電圧が低い)。インバータ171の出力がHレベルになるとアノード電極25の電圧はVa1となり、すぐにコンデンサCの両端電圧は放電してしまう。その時のランプの発光輝度の変化を図44(b)に示す。ランプ11のアノード電極25に流れる電流は定常値電流であるから、低温時は点線に示すように定常輝度となるので長時間を要する。
【0187】
一方コンデンサCの容量が大きく、かつ比較的Cによる昇圧電圧が高い場合における印可電圧の変化を図44(a)の実線に示す。インバータ171の出力がHレベルになるとアノード電極25に印加される電圧はVa2となり、ランプ11は、通常10μsec以内で放電を開始する。しかし、Cの電荷量は大きいため、図44(a)の実線で示すように長時間アノード電極25に定常値以上の電流を流す。したがって、図44(b)の実線に示すように低温時でも急速にランプ11の発光輝度は高くなる。以上のようにすることによりランプ11の低温特性を補償することができる。
【0188】
もちろん、図42(b)に示すように点灯開始時フィラメント24に定常値よりも大きい電流を流すことにより低温度補償をすることもできる。まず、SWを閉じることにより、通常のフィラメント電圧Vよりも高い電圧Vをフィラメント24に印加する。その後の所定期間経過後、SWを閉じることによりフィラメント電圧Vをフィラメント24に印加するとともにSWを開く。以上のようにランプ11の点灯開始時、フィラメント24に過電流を流すことによりランプ11を予備加熱することによりランプ11の低温度補償を容易に行える。
【0189】
なお、実験によれば周囲温度が−10度時、実用上十分な低温度補償を行なうには定常アノード電流の約1.5〜3.0倍の電流を流してやればよい(25度を基準)。
【0190】
図42はCPU423が温度検出回路のデータによりランプ11のアノード電極25に流す電流を補償するものであった。図45のようにオペアンプ425の+端子の電圧Vをサーミスタ421で直接変化させ制御する方法も考えられる。サーミスタ421は周囲温度が低温度になるほど高くなりアノード電極25に流れる電流Iは大きくなる。一例として、図45の回路定数の場合のアノード電流Iの変化を図46に示す。ただし、サーミスタのBは4000である。
【0191】
ランプ11は自身を一定の温度に保つことにより所定の輝度で発光する。したがって、ランプ11に他の物がふれていると他の物(放物面鏡12等)に熱を奪われ発光しにくくなる(特に周囲が低温度時、発光輝度が下る)。これを改善する構成として、図48に示すようにランプ11に放物面鏡12が極力ふれないようにする構成がある。ランプ11は放物面鏡12とA点でわずかに接触もしくは近接している。またベース基板14ともハンダ29の3箇所と点状に接触するようにしている。以上のように構成すれば、ランプ11から放熱がおこりにくくなり温度特性は、非常に良好にすることができる。
【0192】
ランプ11の温度補償としてランプ11の発光輝度を検出し、フィードバックをかけて所定の発光輝度にする方法がある。その回路図を図49に示す。図49におけるホトダイオード温特補償回路は、ホトダイオード491と抵抗およびオペアンプ425から構成される。ランプ11からの光はホトダイオードPD491aに照射され、照射された光量に比例して電流が励起され、オペアンプ425aによる電流−電圧変換回路で電圧に変換される。他方のホトダイオードPD491bは遮光されている。したがって、オペアンプ425bにより電流−電圧変換回路はホトダイオード491bの暗電流を電圧に変換する。以上のホトダイオード491はランプ11の近傍に配置される。
【0193】
このように2つのホトダイオードを用いるのはホトダイオード491は温度依存性が大きいため、2つのオペアンプ425aおよび425bの出力を減算回路425cの減算回路でホトダイオード491bの暗電流を打ち消す(影響を低減する)ためである。ランプ11の光量に対応してオペアンプ425dの+端子印加電圧を変化させれば、ランプ11の光量が少ない(発光輝度が低い)時、アノード電流Iを多くするようにでき、ランプ11の輝度を高くして所定値(所望値)にすることができる。逆にランプ11の発光輝度が高ければアノード電流Iを少なくすることができ、ランプ11の輝度を低くして所定値(所望値)値にすることができる。
【0194】
本発明に関連する参考例のビューファインダにおいて、観察者は接眼カバー1332(図1参照)に眼を密着させて(又は接眼リング1335に眼を密着させて)、液晶表示パネル1333の表示画像を見ることになる。つまり、観察者の瞳の位置はほぼ固定されている。液晶表示パネル1333の全画素が光を直進させる場合を仮定した時、拡大レンズ1336は、ランプ11から放射されて、放物面鏡12の有効領域に入射する光が拡大レンズ1336を透過した後に、ほぼすべてを観察者の瞳に入射するようにしている。拡大レンズ1336により、観察者は液晶表示パネル1333の小さな表示画像を拡大して見ることができる。つまり、拡大した虚像を見ることができる。
【0195】
ビューファインダは観察者の瞳の位置が接眼カバー1332によりほぼ固定されるため、その背後に配置する光源は指向性が狭くてもよい。光源として蛍光管を用いたライトボックスを用いる従来のビューファインダでは、液晶表示パネルの表示領域とほぼ同じ大きさの領域からある方向の微小立体角内に進む光だけが利用され、他の方向に進む光は利用されない。つまり、光利用効率が非常に悪い。
【0196】
本発明に関連する参考例では、発光体の小さな光源11(もしくは発光領域を制限して用いる)を用い、その発光体から広い立体角に放射される光を放物面鏡12等により平行に近い光に変換する。こうすると、放物面鏡12等からの出射光は指向性が狭くなる。観察者の視点が固定されておれば前述の狭い指向性の光でもビューファインダの用途に十分となる。発光体の大きさが小さければ、当然、消費電力も少ない。
【0197】
以上のように、本発明に関連する参考例のビューファインダは観察者が視点を固定して表示画像を見ることを利用している。通常の直視液晶表示装置では一定の視野角が必要であるが、ビューファインダは所定方向から表示画像を良好に観察できれば用途として十分である。したがって、ランプ11の発光面積は小さくて済み、低消費電力化を実現できる。
【0198】
なお、ランプ11として小型蛍光放電管を例示したが、これに限定するものではない。たとえば、図52に示す平面蛍光ランプ521を用いることができる。通常の平面蛍光ランプでは、図52の点線で囲まれた領域311aが発光する。その点線の領域311aは、液晶表示パネル1333の有効表示領域よりも大きい。図52に示す平面蛍光ランプ521では、斜線部311のみが発光する。つまりウシオ電機(株)が製造している平面蛍光ランプとは発光面積が異なるのである。発光面積が小さければ消費電力が少なくなることは容易に理解できるであろう。また斜線部311のみの発光でよいのであれば、平面蛍光ランプ521の外形寸法も小さくできるであろう。
【0199】
平面蛍光ランプ521における発光面積は液晶表示パネル1333の有効表示領域の面積よりも小さいことが重要である。これは本発明に関連する参考例のランプ11に共通の事項である。つまり、液晶表示パネル1333から発光素子11を見た時に、その見える発光領域が液晶表示パネル1333の有効表示領域よりも小さいという意味である。たとえば、図2(a)における放電管では、蛍光体23の塗布面積はかなり広い領域であるが、その領域の全面積と液晶表示パネル1333の有効表示領域の面積とを比較するものではない。有効に用いることのできる発光領域の面積を発光面積とみなすのである。
【0200】
したがって、発光面積が大きくとも、放物面鏡12等の集光手段で、ランプ11から放射する光を集光し、液晶表示パネル1333を照明できなければ、実際は発光面積は小さいとみなす。液晶表示パネル1333が透過状態のとき、観察者に到達する光を発光する面積が発光時の発光領域と認定されるのである。
【0201】
その他LEDもランプ11として用いることができる。LEDおよびその説明図を図50に示す。図50において、503は樹脂レンズ、502は発光体、501は端子である。発光体502は発光チップで構成される。発光チップは、透明樹脂(樹脂レンズ503)でモールドされている。LEDは、発光チップに印加する電圧または電流の制御により、発光輝度を調整することができる。
【0202】
LEDのモールド樹脂(樹脂レンズ503)の表面をレンズとして利用することができる。特に図50(b)に示すように、モールド樹脂の表面を球面とし、発光体502から出る光がアプラナティックの条件を満足するとよい。モールド樹脂のレンズ面の曲率半径をr、屈折率をnとして、レンズ面の頂点505からS=(1+1/n)・rだけ離れた位置に発光体502を配置するとよい。
【0203】
このとき、レンズ面504による発光体502の像はレンズ面の頂点505からS’=(1+n)・rだけ離れた位置508にできる。発光体502の大きさは、放物面鏡12等の集光手段の直径に比べて十分小さいので、点とみなす事ができる。
【0204】
なお、図50(b)における507はレンズ面504の曲率中心であり、506はレンズ面の法線である。LEDの発光体502を樹脂モールドし、出射面を球面レンズとし、発光体502から出射する光が球面レンズに対してアプラナティックの条件を満足するようにすると、LEDから球面レンズに入射する光は正弦条件を満足するために、観察者から見た液晶表示装置の輝度均一性が良好になる。
【0205】
LEDが単色発光の場合は発光チップ(発光体502)は1チップでよいが、白色光にする場合は赤,青,緑の3チップ502a,502b,502cを1つの樹脂にモールドする。このさい特に、チップの近傍は光散乱特性の高い樹脂503bでモールドし、その外側に少し光散乱性の高い樹脂503aでモールドする。このように構成することにより、赤,青,緑の3色が混合し、良好な白色が得られるからである。なお、色度は3つのチップに流す電流を変化させることにより容易に行える。
【0206】
図53は本発明に関連する参考例のビューファインダをビデオカメラにとりつけた状態の説明図である。ビューファインダのボデー1321は取り付け金具1323によりビデオ本体431にとりつけられている。1333はPD又はTN液晶表示パネルであり、表示画面の対角長は0.5インチである。533は主として図19に示す液晶表示パネル1333の駆動回路である。11はランプであり、直径は2.4mmであり、白色光を放射する。ランプ11へは発光素子電源回路532から電圧の供給を行う。
【0207】
発光素子電源回路532はランプ11へフィラメント電圧2.1Vおよびアノード電圧(放電維持)12Vを供給する。両電圧は直流電圧である。アノード電極25には、点灯起動時に18(V)の10μsecのパルス状の電圧を印可する。
【0208】
一方、撮像手段432内の、CCDセンサ531からは映像信号が出力され、液晶表示パネル駆動回路533のビデオアンプ191に印加され、液晶表示パネル1333に画像が表示される。また、ビデオテープに記録された映像信号は再生回路534により再生され、ビデオアンプ191に印加される。202はビデオカメラ本体431に取り付けられたバッテリーであり、発光素子電源回路532、液晶表示パネル駆動回路533および再生回路534に電力を供給する。
本発明に関連する参考例のビューファインダはビデオカメラだけでなく、図54に示すような電子スチルカメラにも適用することができる。スチルカメラ本体541に付属されたモニターとして用いる。ビューファインダ1333に本発明に関連する参考例のビューファインダの構成を適用するのである。電子スチルカメラもバッテリーの容量は限られているから、本発明に関連する参考例のビューファインダを適用することにより低消費電力化を図ることができる。
【0209】
以上説明した事項は、本発明に関連する参考例の他のビューファインダ、ビデオカメラ、ポケットテレビ、ヘッドマウントディスプレイ等にも適時適用される事項である。
【0210】
以上の構成は、ランプ11からの光を放物面鏡12等により平行光にして液晶表示パネル1333を照明するものであった。しかし、図55に示すように放物面鏡でなくても、凸レンズ552を用いることによりランプ11から放射される光を平行光にして液晶表示パネル1333を照明することができる。
【0211】
図58(a)、(b)に示すように凸レンズ552の焦点にランプ11の発光領域を配置する構成でもよいし、また、図58(c)に示すように焦点距離fよりも離れた位置にランプ11を配置してもよい。
【0212】
さらに、図58(d)に示すように焦点距離fよりも短い距離以内にランプ11を配置してもよい。ただし、図58(d)のように構成する場合は、ランプ11の後面に反射板551を配置する。見かけ上の発光面積を大きくするためである。ビューファインダの全長を短くすることができる。図55のビューファインダは図58(d)の構成を採用した構成である。
【0213】
その他、照明レンズ(凸レンズ552)は、図59(a)に示すようにフレネルレンズ552aで構成してもよい。その際、フレネルレンズ552aの入射面は凹面状にする。ランプ11から放射される光がレンズに入射する際反射されるのを防止するためである。このことは、図59(b)のレンズ552b、図59(c)のレンズ552dについても同様である。なお凸レンズは1枚で限定するものではなく図59(b)のように2枚以上で構成してもよいし、図5(c)のように1枚で構成してもよい。当然のことながら両凸レンズでもよい。また、図60に示すように1枚のレンズ603の一方を凸面601にして他面をフレネル面602にしてもよい。もちろん平凸レンズとフレネルレンズとをはり合わせて作製してもよい。
【0214】
なお、凸レンズ552,603等の液晶表示パネル1333の照明に用いるレンズはポリカーボネートがよい。アクリルよりも屈折率が高いため、レンズ厚を薄くできる。ポリカーボネートは分散係数が大きい。しかし、照明系に用いるのであるから波長分数により色ずれが生じることはないから実用上十分である。
【0215】
図1は照明光学系を放物面鏡12等の反射板とランプ11から構成したものであった。図55は照明光学系を照明レンズ552とランプ11および反射板551から構成したものである。液晶表示パネル1333の光出射側には補助レンズ553を配置する。反射板551はランプ11の後面に配置する。ランプ11は照明レンズ552の焦点fがランプ11の発光面前面に位置するように配置(図58(a)参照)する構成、ランプ後面に配置(図58(b)参照)する構成、ランプ11を焦点距離fよりも長い距離位置に配置する構成(図58(c)参照)、ランプ11を焦点距離内に配置する構成(図58(d)参照)が例示され、いずれでもよいが、図58(d)がビューファインダの全長が短くなるので最も好ましい。
【0216】
ランプ11から後面に反射した光は反射板551で反射され、照明レンズ552に入射する。つまり、反射板551は見かけ上、ランプ11の発光体像が大きくなったとみなすことができるからである。また、図58(a)もしくは図58(b)の場合は、ランプ11の1部発光領域の光を集光する。したがって集光する領域をランプが最も高輝度に発生する領域にしておけば高輝度表示を実現できる。
【0217】
図57に示すように照明レンズ552と補助レンズ553により、液晶表示パネル1333に入射する主光線を、液晶表示パネル1333面に対して略垂直としていることは大きな特徴である。TN液晶表示パネルはほぼパネル面に対し、垂直に入射する光は良好に変調でき、良好な黒表示(NWモード時)を実現できるからである。液晶表示パネル1333のパネル面に対して斜めに光が入射すると、電圧を印加して配列された液晶分子の配列方向と入射光の進行方向とが一致せず、検光子からの光もれが多くなり黒表示できなくなる。
【0218】
もし、補助レンズ553がなければランプ11から放射した光は51bに示すように拡大レンズ1336に向かってしぼりこんでいく必要がある。拡大レンズ1336の有効径は通常は小さい(観察者がパネル1333の表示画像を見る方向を制限するため、および拡大レンズ1336の直径を小さくしてコンパクト等にするためである)。そのため、照明レンズ552の正のパワーを大きくするとともに、照明レンズ552の直径を液晶表示パネル1333の有効対角長(画面表示領域の対角長)よりも大きくする必要がでる。そのため、どうしても照明レンズ552のレンズ中央厚みが厚くなり、ビューファインダが大きくなる。当然液晶表示パネル1333に入射する光線も斜めになるから表示コントラストは低下する。補助レンズ553は、照明レンズ552の厚みを薄くする効果および液晶表示パネル1333に入射する光線を略垂直にして表示コントラストを向上させる効果をあわせもつ。なお、図140及び141は光学設計の一例である。
【0219】
照明レンズ552,液晶表示パネル1333および補助レンズ553は筒状のボデー1321bに取り付けられ(図55参照)、その筒状のボデー1321bとランプ11が取り付けられたボデー1321aおよびアイキャップ(接眼カバー1332)が取り付けられたボデー1321cとは自由に動作(可動)できるように構成されている。
【0220】
図56は、可動させてビューファインダの全長を短くした構成図である。ランプ11と照明用レンズ552間を短縮し、補助レンズ553と拡大レンズ1336間をも短縮している。図56がビューファインダを使用しない時の断面図であり、全長が短くなり、携帯性が良好となる。ビューファインダを使用する時は、図55のように引き延ばし、照明レンズ552がランプ11から発光する光を良好に集光できる位置となるようにする。
【0221】
なお、ビューファインダのボデー1321の内面は黒色あるいは暗色にして光を吸収するようにしておく。凸レンズ552,553等で乱反射した光により表示パネル1333の表示コントラストを低下させるのを防止するためである。
【0222】
なお、補助レンズ553も照明レンズ552と同様ポリカーボネート樹脂を用いることができる。ポリカーボネートはアクリル等と比較すると屈折率が高く、レンズ厚を薄くできるためビューファインダの軽量化が可能である。
【0223】
図56に示すようにランプ11のフィラメント24はランプ前面位置からθの角度傾けて配置されている。θとして後にも説明するが30度以上60度以下にする。以下この理由を図61を用いて説明する。フィラメント24のA点には端子16a(図2参照)が接続され、また接地電位(GND)にされる。また、フィラメント24のB点には端子16bが接続され、フィラメント電圧が印加される。なお、図9において、ランプケース21の内面または外面に反射膜91を形成するとしたが、本発明に関連する参考例のビューファインダの発光素子11として用いる場合はこれに限定するものではなく、図8のように形成しないものを用いてもよい。
【0224】
図61(b)はフィラメント24とアノード電極25の配置を示している。アノード電極25は平面状に形成されており、端子16cの先端部に取り付けられている。フィラメント24の長手方向とアノード電極25の長手方向とは直交するように配置される。
【0225】
今、図61(b)に示すようなフィラメント24とアノード電極25の配置状態で、ランプケース21の直径の中点を基準にして円周方向の輝度分布を測定したものを図61(a)に示す。なお、ランプケース21には反射膜91は形成されていないものとする。図61(a)で明らかなように45度(DEG.)および315度で輝度が最も高くなる。また、0度および180度で最も輝度は低くなる。
【0226】
フィラメント24から放出された熱電子はアノード電極25のアノード電圧により加速される。したがってフィラメント24とアノード電極25との電位差が大きいほど加速は大きく、発生する紫外線量も多い。フィラメント24のA点はGNDであるから、アノード電極25間との電位差が大きい。したがって、図61(a)に示すようにフィラメント24の長手方向(0度−180度)とアノード電極25の長手方向(90度−270度)の中央部の角度で最も発光輝度が高くなるのである。図55のビューファインダにおいて、図58(a)、(b)の場合は最も高輝度方面を液晶表示パネル1333側にむけた方が有利である。図58(b)の場合は図28(a)のように配置する方が有利となる場合がある。いずれにせよ、ランプ11を点光源とみなして液晶表示パネル1333を照明する場合は、図61(a)のように配置することが有利である。したがって、図55の場合、フィラメント24の長手方向に対して30度以上60度以下の角度範囲を液晶表示パネル側に向ければよい。
【0227】
なお、時計まわりであれば30度以上60度以内であるが、反時計回りで示せば300度以上330度の範囲が先の30度以上60度であることは言うまでもない。
【0228】
0度および180度で最も輝度が低いのはフィラメント24の影となっているためである。したがってこの面をA面(ランプ11の正面)にむけて用いることは好ましくはない。
【0229】
さらにA面の発光輝度を向上させるためには、図61(c)に示すようにランプケース21にくぼみを形成するのがよい。発光輝度は、発生した紫外線の近傍に蛍光体があるかによって決定されるからである。紫外線密度が高いほど発光輝度が高くなる。ただし、フィラメント24にあまり近いとフィラメント24の酸化物が蛍光体に飛散して黒化して輝度がおちる場合がある。いずれにせよ図61(c)のように、くぼみあるいは凹部もしくは平面部を形成すれば、発生した紫外線が有効に蛍光体に照射され、A面(光出射面)の発光輝度が高くなる。
【0230】
図61で説明したランプ11のフィラメント24の配置方向を考慮し、最高発光輝度部を対象に向けてビューファインダを構成するという方式は他の表示装置にも適用できる。なお、本発明に関連する参考例の発光手段と表示パネルを有する表示装置は、本発明のビューファインダに対応する。したがって、本発明のビューファインダは、ビューファインダの概念にビデオカメラに用いるモニタ部,ポケットテレビ,携帯電話の表示部,電子スチルカメラの表示部,直視液晶テレビ,ヘッドマウントディスプレイ等も含む。したがって、この明細書で説明した本発明に関連する参考例の構成方法は、他のビデオカメラだけでなく、以下の表示装置にも適用できるのである。
【0231】
図62は直視表示装置に図61の方式を適用した時の説明図である。図62に示すようにランプ11内のフィラメント24を図61に示すように所定方向に傾けて配置し、かつA面を導光板621のエッジ部に向けて配置する。ランプ11の後面には反射板551等で被覆し、A面への出力光を大きくする。反射板551(又は反射フィルム)は、住友スリーエム社のシルバーラックス等が例示される。その他Alを蒸着した反射率90%以上のシートは多数商品化されている。もちろんAl等の反射板でもよい。
【0232】
A面をくぼませれば発光輝度が高くなりより好ましい。ランプ11から放射された光は導光板621内を反射しながら伝導し、拡散部(622f)に入射すると散乱されて表示パネル1333に向けて光束が放射される。なお、拡散板15は拡散部621のパターンがみえないようにするためのものである。また、ランプ11から遠くなるほど拡散部622の形成面積は大きくする。導光板621の輝度を均一にするためである。
【0233】
ランプ11は熱陰極方式であるためアノード電流Iを調整するだけで導光板621の表示輝度を容易に調整できる。また、20(V)以下の直流の低電圧で発光するため冷陰極ランプのように高電圧を必要とせず、電波輻射ノイズも発生しない。
【0234】
当然、図63のように金属からなる反射板551を用いてもよい。反射板551は表示パネル1333の表示領域の横幅より大きくする。先に例示した反射シート等を用いて構成すればよい。また表示パネル1333に入射する光を強くするためプリズム板631を配置してもよい。ランプ11の発光パターンがそのまま表示される場合があるので、拡散板15をランプ11と表示パネル1333間に配置する。
【0235】
図55に示すビューファインダは反射板551の開口部に対し、照明レンズ552の有効径が小さい構成である。
【0236】
図64のように反射板551をランプ11に近づけかつ、面積を大きく構成することは有効である。ランプ11を照明レンズ552に近づけることができ、ビューファインダの全長を短くすることができるからである。図55に比較して反射板551を大きくすることにより、ランプ11の見かけ上の発光面積が大きくなる。
【0237】
図64において、ランプ11の前面(a領域)から放射された光線51aは、直接照明レンズ552に入射し、液晶表示パネル1333、補助レンズ553および拡大レンズ1336を通過して観察者のアイポイント641(観察者のひとみ)に入射する。一方ランプ11の側面(b領域)から放射された光は、反射板551で一度反射し、照明レンズ552に入射して光線51bとなり観察者のアイポイント641に入射する。また、ランプ11の後面(c領域)から放射された光は反射板551で反射されランプ11にもどり再び蛍光体23で散乱されてランプ11の輝度向上に寄与する。つまり、図64の構成では、ランプ11の全周囲から放射される光を有効に利用できることになり、光利用効率が高い。
【0238】
なお、反射板551の開口径kは液晶表示パネル1333の有効表示領域の横幅(4:3の画面であれば4の方)をdとすれば、d/2<kとすることが好ましい。
【0239】
図64の構成はランプ11と反射板551(又は反射シート)とを分離して構成したものであった。図65に示すように反射板551とランプ11間に透明樹脂381を充填した構成も有効である。透明樹脂381によりランプ11を保温する効果、衝撃による被損を防止する効果があるからである。さらに図66に示すように透明樹脂(透明ホルダー381)の光出射面を凸レンズ状(又はカマボコ状)にすることは効果がある。光出射面が正のパワーをもつレンズとして機能し、照明レンズ552の厚みを薄くできるからである。
【0240】
なお、当然のことながら、透明樹脂はガラス等の透明無機材料等で構成してもよい。また図40に示すようにランプ11と透明樹脂(透明ホルダー381)間にわずかな空間をあけ、ランプ11の保温効果を向上させる構成も有効である。さらに、照明レンズ552と反射板551と一体化して、図67のように構成してもよい。
【0241】
図55のように補助レンズ553を用いるビューファインダの構成において、補助レンズ553の平面部にほこりが付着することは課題となる。液晶表示パネル1333の表示面と近く、ほこりが観察者に見えてしまうことがあるからである。そのため、補助レンズ553の平面部は表示パネル1333の光出射面よりも3mm以上好ましくは5mm以上はなす必要がある。その他の構成として、図68に示すように補助レンズ553をパネルホルダー681にはめこみ、表示パネル1333の光出射面と補助レンズ553間を密封してほこりの進入を防止する方法も有効である。この構成によれば、補助レンズ553の平面部にほこりが付着することがなく、また表示パネル1333の表面にほこりが付着することもない。補助レンズ553は、パネルホルダー553の開口部の大きさにあわせて樹脂成形すればよい。さらに密封性をよくするには、パネルホルダー681と補助レンズ553間にゴムなどの緩衝材を介在させればよい。
【0242】
補助レンズ553と表示パネル1333間に透明樹脂381を注入して一体とすることも有効である。透明樹脂381は補助レンズ381と屈折率がほぼ等しいものを選定する。アクリル系接着剤,シリコンゲル,エチレングルコール,エポキシ系接着剤等が例示される。この構成によれば、補助レンズ553の界面反射がなくなり光透過率が向上する。また液晶表示パネル1333と補助レンズ553により干渉もなくなり画像表示品位が向上する。
【0243】
図56ではビューファインダを不使用時、照明レンズ552とランプ11間を短め、携帯性を良好にすると説明をした。しかし、前記間隔を短縮しても図68に示すように照明レンズ552の厚みdとランプ11の直径dとを加えた長さ以上に短くすることはできない。
【0244】
これを解決するために図69の点線に示すように収納時にランプ11を照明レンズ552の下部に配置する方法がある。ランプ11をA点を中心に90度回転できるようにする。横方向から見た図を図70に示す。液晶表示パネル1333は、それを保持するためパネルホルダー681に装着する必要がある。照明レンズ552の縦方向の長さは液晶表示パネル1333の縦長さ(たとえばパネルが16:9の場合9の方)+αあればよい。したがって、照明レンズ552の上下部分の空間ができる。特に液晶表示パネル1333のサイズがワイド対応パネルのように横長の場合著顕である。この空間にランプ11を90度回転させることにより収納するのである。
【0245】
収納機構としては、まずランプ11をA点を中心に回転させて横にたおす。つぎに、照明レンズ552および液晶表示パネル1333を後方にずらせて図70のようにする。ランプ回転機構等は当業者であれば容易に考えるであろう。照明レンズ552の上下に空間があるという点がキーポイントである。
ランプ11を光軸からひきぬくという構成も考えられる。この方式を図71から図73に示す。ランプ11はソケット711に取り付けられ、ソケット711にはつまみ712がとりつけられている。観察者は収納時(ビューファインダの使用状態から不使用状態とするとき)、つまみ712をつかみ図72に示すように光軸715からランプ11を引き抜く。つぎにランプ11が引き抜かれると、モーター等により照明レンズ552,液晶表示パネル681等が後方にさがり図73の状態となるのである。
【0246】
拡大レンズ1336は筒状のボデー714に取り付けられ、ボデー713と分離されるようにすることが望ましい。そして、照明レンズ552が後方に下がると同時に図73に示すようにボデー713に収納されるようにする。このように構成するのは容易である。たとえばコンパクトカメラでスイッチをいれると撮影レンズが前に突き出す構成のものがある。この機構を採用すればよい。同様の構成で照明レンズ552も後方にメカ的にさげることは実現できるであろう。
【0247】
図73によりランプ11を光軸715から引き抜く構成、あるいは図70のようにランプ11を照明レンズ552の下方又は上方に格納する構成により、ビューファインダの全長を大幅に短くすることができ、携帯性が良好となる。また、拡大レンズ1336を保持するボデー714をボデー713に格納することにより大幅に全長を短くすることができる。
【0248】
なお、図68では補助レンズ553をパネルホルダー681にはめ込むとしたが、図74に示すように照明レンズ552もパネルホルダー681にはめ込む構成をとることが好ましい。液晶表示パネル1333の裏面にもほこりがつくことがなく、良好な画像表示を実現できるからである。また照明レンズ552aと液晶表示パネル1333間には透明樹脂381b等を充填しておく、界面損失がなくなり光利用率が向上するからである。なお、拡大レンズ1336,補助レンズ553,照明レンズ552a等はフレネルレンズにおきかえられることは言うまでもない。
【0249】
ビューファインダの全長を短くする方法として、図75に示すようにランプ11との光軸715bと拡大レンズ1336の光軸715aとを略直交させる構成もある。光軸715を曲げるためにミラー751を配置する。ランプ11からの光は照明レンズ552により集光され、ミラー751でおり曲げられて液晶表示パネル1333を照明する。図71に比較して奥ゆきdを短くすることができる。より理解を容易にするため、その時の斜視図を図76に示す。なお、ランプ11の配置方向は図76の方向でも図77の方向でもよく、また図78に示すように縦でもよい。また、照明レンズ552は図79に示すようにフレネルレンズ552bに置き換えてもよい。
【0250】
さらに、図80に示すように液晶表示パネル1333を横に配置する構成もある。全長を短くする構成として有望である。特にビューファインダの上方に空間をとれる構成の時採用することが望ましい。
【0251】
つぎに、照明レンズ552をフレネルレンズ等の平面状集光手段とし、フレネルレンズ552と液晶表示パネル1333間に拡散板(シート)15aを配置した本発明に関連する参考例のビューファインダについて説明をする。
【0252】
本発明に関連する参考例は先と同様に、発光領域の小さなランプ11を用い、その発光領域から広い立体角に放射される光をフレネルレンズ552により平行に近い光に変換する。こうすると、レンズからの出射光は指向性が狭くなる。観察者の視点が固定されておれば前述の狭い指向性の光でもビューファインダの用途に十分となる。発光領域の大きさが小さければ、当然、消費電力も少ないことは先に説明したとおりである。
【0253】
以上のように、本発明に関連する参考例のビューファインダは観察者が視点を固定して表示画像を見ることを利用している。通常の直視液晶表示装置では一定の視野角が必要であるが、ビューファインダは所定方向から表示画像を良好に観察できれば用途として十分である。
【0254】
図83に示すビューファインダはランプ11から放射される光を集光するためにフレネルレンズ552を用いている。フレネルレンズ552はアクリル系のプラスチックあるいはBK7などのガラスを用いて作製される。フレネルレンズ552はランプ11からの光を表示パネル1333に入射される際には、略平行光となるようにする状態を有する。フレネルレンズ552の平面には光の反射を防止するため単層の反射防止コーティングがほどこされる。
【0255】
図83ではフレネルレンズ552として1枚用いているが、図59(b)と同様に複数のレンズを用いてもよい。また図55等の照明レンズ552等も同様であるがレンズは楕円面等の非球面とすることが好ましい。非球面にすれば、表示パネル1333の周辺部まで良好に照明することができ、表示パネル1333の中央部と周辺部との光量比(周辺光量比)を高くすることができる。
【0256】
なお、反射板831に示すようにランプ11の後面の光を反射する。拡大レンズ1336a,1336b部のF値は、それぞれ3.5から4.5程度である。したがって表示パネル1333に入射する光のF値(照明系のF値)はそれ以下にすることが好ましい。もちろん拡大レンズ1336aは図1の示すように1枚で構成してもよい。
【0257】
照明光のF値は具体的に4以下である。F値は表示パネル1333とランプ11間の距離、表示パネル1333の有効対角長、フレネルレンズ552のパワーにより決定される設計事項である。ランプ11の発光領域の面積は直径1mm以上10mm以下にする。
【0258】
特に、TN液晶表示パネルを光変調手段(液晶表示パネル1333)として用いる場合、一般的には、前記直径はそのパネルの有効対角長の1/10以上1/2以下にする。好ましくは1/8以上1/(2.5)以下にする。特に一例をあげれば、0.5インチの場合直径2mm以上5mm以下にし、有効対角長が0.7インチの場合直径4mm以上10mm以下にする。
【0259】
なお、前記直径とは、フレネルレンズ552が集光し、液晶表示パネル1333に照射できる領域面積をいう。したがって、直径が大きくても、フレネルレンズ552が集光できない場合は、実効的には前記直径は小さいと見なされる。
【0260】
本発明に関連する参考例のビューファインダにPD液晶表示パネルを用いる場合は、ランプ11の前面にピンホール板を配置すべきである。もちろんランプ11の発光面積が微小である時はピンホール板が必要でないことは言うまでもない。
【0261】
ピンホール板はランプ11から光が放射される領域を小領域にする機能を有する。穴の面積が大きくなるとPD液晶表示パネルの表示画像は明るくなるが、コントラストは低下する。これはフレネルレンズ552に入射する光量は多くなるが、入射光の指向性が悪くなるためである。たとえば液晶表示パネル1333の表示領域の対角長が28mm(1.1インチ)の場合、光を放射する領域はおよそ15mm以下にすべきである。これは直径がほぼ4mmのピンホールの穴の直径に相当する。好ましくは10mm以下とすべきである。
【0262】
しかし、あまり穴の直径を小さくしすぎると、光の指向性が必要以上に狭くなり、ビューファインダを見る際に、視点を少しずらしただけで極端に表示画面が暗くなる。したがって、穴の面積は少なくとも2mm以上の領域を確保すべきである。一例として、直線3mmの穴の時、従来の面光源を用いるビューファインダと同等以上の表示画面の輝度が得られ、その時のコントラストは20以上であった。
【0263】
光を放射する領域、つまり穴は直径1mmから5mm以下の範囲と考えられるべきである。表示面積と光を放射する穴の面積比で規定すれば20:1以下にしなければならない。好ましくは40:1以下である。しかし、視野角の問題から200:1以上にすることが好ましい。以上のことは本発明に関連する参考例の他のビューファインダにも適用される。
【0264】
ランプ11のフィラメント24に関する事項は、図61に示すようにA面を表示パネル1333側に向けるように配置する。
【0265】
また、ランプ11の後面には反射板831を配置する。ビューファインダでは後方に放射される光はムダであるからである。ランプ11の後面に反射手段(反射板831)を配置することにより前面より放射される光束量が増大し、ランプ11を高輝度化することができる。
【0266】
なお、図41はフレネルレンズ552を非球面レンズとし、拡散板15がない場合の光学設計の一例である。
【0267】
反射板831としてはアルミニウム板、ステンレス板を加工したものが例示される。また、ガラス等の裏面にアルミニウム等の薄膜を蒸着したものであってもよい。また、図90に示すように反射板831はランプ11に密着するように配置し、かつ、ランプ11と反射板831との間には透明接着剤381等を充填してもよい。透明接着剤381は反射板831とランプ11とを一体として固定してボデー1321に実装しやすくする働きのほか、反射板831とランプ11との界面反射による損失を低減し、前面に出射される光量を増大させる機能を有する。
【0268】
また、図83(b)および図90に示すようにランプ11の頂点は平面としている。これはランプ11に反射板831を取り付けやすく(もし、頂点が球面であったならば、取り付けにくい)する作用の他、頂点部の光束を反射させて、有効にランプの前面に導くためである。もちろん、反射板831およびランプ11は図89に示すように配置してもよい。
【0269】
以上の図83(b)のようにランプ部を構成することによりランプ11の後面、頂点部の光束を有効にランプ側面に導くことができ、前面への発光輝度を増大することができる。実験によれば、反射板831があるときは、ない場合に比較して約30%以上輝度が向上し、また前面の輝度むらも大幅に減少した。
【0270】
なお、反射板831の1色を良好に反射できるようにすればランプ11の色温度を調整することができる。たとえば反射板831が赤色を強く反射するようにすればランプ11の色温度は低下する。逆に青色を強く反射するようにすれば色温度は高くなる。実現手段としては接着剤381に顔料、色素を添加すればよい。また、反射板831自身が着色されている場合の該当する。たとえば赤色のアルミホイルなどである。
【0271】
ランプ11から放射される光はフレネルレンズ552により液晶表示パネル1333の有効表示領域を均一に照明する。ただし、照明する範囲は有効表示領域径よりも多少広い方がよい。なぜならば、拡大レンズ1336から表示パネル1333の表示画像をみたとき、見る角度を多少変化させてもパネルの四すみが暗くなることを防止するためである。
【0272】
なお、ランプ11の発光領域は集光レンズ522の焦点近傍となるようにする。この焦点近傍とは図58(a)に示すように、レンズの焦点fがランプ11の発光領域の表面となる場合、図58(b)に示すように、レンズの焦点がランプ11の後端となる場合、図58(c)に示すように、レンズの焦点がデフォーカスされた位置の場合をも含む。実験によれば、図58(b)の状態が集光レンズ552の頂点からランプ11の後端までの距離dが短くなり、かつ、集光レンズ552からみた発光素子(ランプ11)の発光面積が大きくなるので、ビューファインダの視角が広くなり好ましい。ランプ11の直径が5.1mmの場合かつ液晶表示パネル1333が0.5インチの時、dは12mm前後、0.7インチの場合は17mm前後が適正であった。
【0273】
液晶表示パネル1333がTN液晶表示パネルの場合、液晶表示パネル1333に入射する光の指向性が狭い方が表示コントラストは向上する。これは、液晶表示パネル1333の液晶層中の液晶分子の配向方向(液晶層に電圧が印加されている時)と入射光の方向とが一致した時に、最も検光子1334b(図23参照)を透過する光が少なくなるためである。
【0274】
従来のビューファインダでは面光源を具備し、前記面光源からの光が液晶表示パネル1333に入射する。その面光源からの光は散乱光(指向性のない光)である。したがって、液晶表示パネル1333の液晶分子の配向方向(液晶層に電圧が印加されている時)と入射光の方向とが一致しない。そのため、検光子1334bを透過する光が多くなり表示コントラストが悪くなる。
【0275】
一方、本発明に関連する参考例のビューファインダ等では、発光素子(ランプ11)から放射される光は集光手段(フレネルレンズ522又は反射板831等)を用いて指向性の狭い光に変換される。したがって、液晶表示パネル1333には指向性の狭い光が入射する。そのため、液晶分子の配向方向(液晶層に電圧が印加されている時)と入射光の方向とが一致し、表示コントラストは向上する。このことは、光変調手段としてPD液晶表示パネルを用いても同様である。つまり、PD液晶表示パネルは検光子1334bは用いないが、水滴状液晶245(図24参照)中の液晶分子が一方向配向し、配向した方向と入射光の方向とが一致した時に光透過率が向上することにより表示コントラストが向上するという点において同様だからである。このことは図1等に示す他の本発明に関連する参考例のビューファインダにおいても同様である。
【0276】
図83等において、フレネルレンズ552のピッチは非常に広くしているが、これは図示を容易にするためのものであり、実際は少なくとも1mm以下の非常に短いピッチで形成されているのが通常である。
【0277】
フレネルレンズ552の光出射面には、光散乱手段として拡散板15が配置されている。拡散板15としては、筒中プラスチック工業(株)が発売している特殊ガラス繊維とポリカーボネート樹脂を組み合わせて形成したものが例示される(たとえば、ECB1020、ECB1010)。ただし、これは少し拡散度が高すぎるようである。きもと(株)のライトアップシリーズMX100,SX100,SH100等が適正である。拡散板15の全光線透過率(%)が80%以上のものを用いる。全光線透過率が悪いと液晶表示パネル1333に到達する光が少なくなり、表示画面を暗くすることになり、結果的に光源の消費電力が増える。しかし、全光線透過率(%)が高いと液晶表示パネル1333を透してフレネルレンズ552の溝が見えてしまう。
【0278】
本発明に関連する参考例のビューファインダ等に用いる拡散板15と従来のビューファインダの拡散板とは同一ではないかという論議がでるかもしれない。しかし、以下に説明するように構成、目的、効果が全く異なる。
【0279】
従来のビューファインダは、図138に示すように蛍光管からの光を拡散板15aにより散乱させて面光源を形成する。その面光源とは、理想的にはあらゆる方向に光束が放射されており、どの方向から輝度を測定してもほぼ同一(完全拡散面)となっているものをいう。図138のように蛍光管の発光パターンが見えるのは、拡散板15aを直進する光束が多いためである。これは面光源化が不完全なためであって、拡散板15aはあくまでも理想的には完全拡散面を得るためのものである。したがって、液晶表示パネル1333には散乱光が入射する。
【0280】
それに比較して、この実施の形態の欄に記載されている本発明に関連する参考例のビューファインダ等は、ランプ11からの光を集光手段(照明レンズ、フレネルレンズ552)により略平行光(指向性の狭い光)に変換し、その変換した光は拡散シート(板)15を通過して液晶表示パネル1333に入射させるものである。拡散シート(板)15は面光源の形成を目的とするものではない。液晶表示パネル1333の画素とフレネルレンズ552の溝等が干渉してモアレを発生するために、若干光の指向性を広くする等ために用いる。また、拡大レンズ1336等を介してうっすらと見えるフレネルレンズ552の溝を見えにくくするものである。したがって、液晶表示パネル1333には主として指向性の狭い光が主として入射する。つまり、指向性の狭い光が支配的である。本発明に関連する参考例では、拡散板15で多少散乱した光が液晶表示パネル1333に補助的に入射する。
【0281】
以上のことから、拡散板15と拡散板15aとは光を”散乱させる”という機能は同一であっても、”面光源を形成するものであるか否か”において基本的に異なる。また、従来のビューファインダは液晶表示パネル1333に指向性のない光を入射させるに対して、この欄に記載の本発明に関連する参考例のビューファインダ等は、集光手段(集光レンズ、フレネルレンズ552)により指向性の狭い光に変換し、液晶表示パネル1333に指向性の狭い光を入射させる点に関して基本的に異なる。
【0282】
液晶表示パネル1333の画素ピッチPdとフレネルレンズ552の画素ピッチPrにより光が干渉し、モアレが生じる可能性がある。
拡散板15をフレネルレンズ552と液晶表示パネル1333間に配置することによりモアレが発生しても見えにくくすることができる。発生するモアレのピッチPは
【0283】
【数1】

Figure 0003594577
【0284】
と表せる。最大モアレピッチが最小となるのは
【0285】
【数2】
Figure 0003594577
【0286】
のときであり、nが大きいほどモアレの変調度が小さくなる。したがって、(数2)を満たすようにPr/Pdを決めればよい。ただし、フレネルレンズ552は同心円状の溝が形成されており、液晶表示パネル1333の画素はマトリックス状に配置されているから、(数2)における各ピッチPr、Pdの決定の仕方が多少難しい。しかし、よりモアレの発生を軽減できる値は(数2)を考慮し実験等により導きだせるであろう。
【0287】
なお、(数2)において、nは整数値である。画素ピッチPdは液晶表示パネル1333の画素サイズ等により決定されるから定数値である。したがって、フレネルレンズ552のピッチPrをフレネルレンズ552の作製時に考慮して最適な値に定める必要がある。nは整数値であるからPrは量子的な値となる。フレネルレンズ552の作製時、精度、加工上の問題から上式に合致させて、Prの値を定めることは困難である。したがって、Prの値が多少理想値から離れることになる。実用上は多少離れても問題がない。目安として±20%以内、好ましくは±10%以内にすればよい。
【0288】
フレネルレンズ552はアクリルもしくはポリカーボネート樹脂を加工したものである。一例として光洋(株)から発売されているものを採用することができる。フレネルレンズ552は少量の場合は工作機械を用いて作製することもできるが、大量に作製する場合は金型を用いて作製する方が容易であり、かつ低コスト化が図れる。フレネルレンズ552は平面をランプ11側にむけているが、反射率を低下させ、これはフレネルレンズ552に入射する光量を大きくするためである。また、正弦条件も満足させるためである。
【0289】
図83はフレネルレンズ552を一枚使用して集光手段を構成しているが、複数のフレネルレンズ552を用いて集光手段を構成してもよいことは言うまでもない。また、フレネルレンズ552と平凸レンズとを組み合わせて構成してもよい。また図60の構成でもよい。図59(a)はフレネルレンズ552aの光入射面を凹面にした構成である。このように凹面に形成することによりレンズに入射する光の角度が相対的に小さくなり反射光は減少する。
【0290】
なお、本発明に関連する参考例のビューファインダの説明において液晶表示パネル1333に略平行光を入射させるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、図57の光線51bの場合は液晶表示パネル1333に入射する主光線は斜めとなっているが、多少の斜めとなっても実用は支障がない。
【0291】
フレネルレンズ552の溝が、拡大レンズ1336を介してみえるため拡散板15を液晶表示パネル1333とフレネルレンズ552間に配置する。しかし、特によくみえる(みえてしまう)のはフレネルレンズ552の中央部である(図92の921に示す領域)。フレネルレンズ552の外周部はほとんどみえない。そこで、図92(b)に示すようにフレネルレンズ552の中央部に拡散部921を形成する。拡散部921とは具体的には拡散板15を小さくきったもの等が該当する。その他、図34の技術的思想を拡散板15に適用することも有効である。
【0292】
なお、拡散板15とは光学的なローパスフィルタであり、先に説明した拡散板の他、回折格子、プリズムシート、マイクロレンズアレイ、セルホックレンズアレイ等も含む概念である。さらに拡散板等のローパスフィルタを使用せず、以下に示すMTFの概念を用いる方法も含む。
【0293】
拡散板15は集光手段(フレネルレンズ、集光レンズ522)からの出射光の指向性を悪くさせ、液晶表示パネル1333の表示輝度を低下させる。そこで、拡散板15を不要とする構成の一方法としてMTF(Moduration Transmission Function)を考慮すればよい。その説明を図94に示す。通常、拡大レンズ1336は液晶表示パネル1333の光変調層にピントがあうようにされている(光変調層の虚像が良好に見えるようにフォーカス調整がされている。あるいは観察者がフォーカス位置が合うように拡大レンズ1336の位置を調整する)。ここでピントがあう位置(距離)がfとする。拡大レンズ1336とフレネルレンズ552との距離がfであれば、フレネルレンズ552の溝にピントが合う。逆にいえば拡大レンズ1336とフレネルレンズ552までの距離がfと異なるほどフレネルレンズ552の溝はピンボケとなり観察者からは見えなくなる。
【0294】
光学分野では結像(ピント)に関する比較としてMTFを用いる。たとえば、少し乱暴な表現であるが、MTFが100%では無限の解像度でピントがあっていることをいう。MTFが小さいほどピンボケであることを意味する。図94に示すように、MTFは光学系の構成・設計により種々のものを作成できる。図94で距離0とは拡大レンズ1336と液晶表示パネル1333の変調層までの距離がfである(ピントがあっている)ことを意味する。そこからずれるほど解像度は劣化する。
【0295】
光学設計によればピントがあっている点から少しずれるとMTFが急激に劣化する構成(図94の点線)、かなりはなれてもMTFが劣化しない構成(図94の実線)が実現できる。本発明に関連する参考例のビューファインダでは、図94の点線の構成であることが好ましい。
【0296】
つまり、MTFが20%以下となる位置にフレネルレンズ552をおく。実線の場合ではMTFが20%以下となる点がX2とするとビューファインダの全長が長くなってしまう。好ましくはMTFは10%以下となる位置にフレネルレンズ552を配置する。
【0297】
以上のようにフレネルレンズ552をMTFが低下する位置に配置すれば、フレネルレンズ552の溝のMTF(解像度)が低下し、溝は見えなくなるから、拡散板15が必要でなくなる。また、フレネルレンズ552の溝が見えなくなるということは、溝位置を通過した光が液晶表示パネルに到達したときに周期性がなくなっているため、モアレも発生しにくくなる。
【0298】
一例として本発明に関連する参考例のビューファインダに用いたフレネルレンズ552の直径は20mmであり、焦点距離は22mmである。焦点距離dが短くなるほど発光素子(ランプ11)とフレネルレンズ552間の距離dを短くできビューファインダのコンパクト化が可能となるが、フレネルレンズ552の光集光効率が低下する。逆にあまり焦点距離dが長いと光集光効率は良くなるがビューファインダの全長が長くなりすぎる。その場合は、フレネルレンズは2枚用いるべきである。さすれば焦点距離は短くできる。
【0299】
フレネルレンズ552の焦点距離dは液晶表示パネル1333の有効表示領域の対角長dpに応じて決定する。焦点距離はdpの0.6倍以上2.0倍以下とし、さらに好ましくはdpの0.8倍以上1.5倍以下にする。
【0300】
ビューファインダは、使用時は使用しやすさの点からも一定の長さ(全長)があった方がよいが、携帯時はできるだけ短いこと(コンパクトなこと)が望ましい。そこで本発明に関連する参考例は、液晶表示パネル1333とフレネルレンズ552間の距離d2および、フレネルレンズ552とランプ11間の距離d1を収縮できるようにしている。そのため、フレネルレンズ552はボデー1321bに取り付けられ、ランプ11等はボデー1321cに取り付けられている。図84は収縮した時の構成図である。図83のA、B間にバネ等(図示せず)が配置されており、図83の伸長状態と、図84の収縮状態とを切り換えることができる。特にフレネルレンズ552が平面状であるから収縮しやすい。
【0301】
なお、図83ではd1およびd2の両方を収縮できるとしたが、図81に示すように一方のみを収縮できるように構成しても携帯時のコンパクト化に寄与できることはいうまでもない。また凹レンズ1336bは収差、色補正用のレンズであり、図1の構成のビューファインダにも適用することが好ましい。また、凹レンズ1336bは凸レンズでもよい。
【0302】
ビューファインダは観察者の瞳の位置が接眼カバー1332によりほぼ固定されるため、その背後に配置する光源は指向性が狭くてもよい。光源として蛍光管を用いたライトボックス1331(図137)を用いる従来のビューファインダでは、液晶表示パネル1333の表示領域とほぼ同じ大きさの領域からある方向の微小立体角内に進む光だけが利用され、他の方向に進む光は利用されない。つまり、光利用効率が非常に悪い。
【0303】
本発明に関連する参考例では、発光体の小さな光源11を用い、その発光体から広い立体角に放射される光をフレネルレンズ552等により平行に近い光に変換する。こうすると、フレネルレンズ552等からの出射光は指向性が狭くなる。観察者の視点が固定されておれば前述の狭い指向性の光でもビューファインダの用途に十分となる。発光体の大きさが小さければ、当然、消費電力も少ない。以上のように、本発明に関連する参考例のビューファインダは観察者が視点を固定して表示画像を見ることを利用している。
【0304】
図85は図83のビューファインダをビデオカメラ本体431に取りつけた構成である。ビューファインダ使用時は留め具851(突起)により収縮された状態でビデオカメラ本体431に格納される(図85(a)参照)。ビューファインダ使用時は留め具851による固定がはずされ(図83)に示すA、B部が伸長されてランプ11により液晶表示パネル1333に平行光が適正に照射されるようになる。
【0305】
しかし、図83のようにフレネルレンズ552とランプ11間の収縮機構がないとd1の距離を短くできずビューファインダの全長が長くなる。その場合は図81のようにランプ11とフレネルレンズ552間にミラー751を配置して光路を折り曲げればよい。図81の突き出た部分(挿入部811)は撮像レンズ432を有するビデオカメラ本体431に挿入するように設計あるいは構成すれば全く障害とならない(図81(b)参照)。つまり、挿入部811を軸として観察者が見る方向に自由に回転できるようにする(図81(b)点線を参照)。
【0306】
TN液晶表示パネル1333は光変調を行うのに偏光板1334が必要である。最適な表示コントラストを得るためには偏光子1334aと検光子1334bとの偏光軸角度を調整する必要がある。その角度は液晶表示パネル1333の液晶層に印加する電圧との関係があり、個々の液晶表示パネルの特性にあわせて調整する必要がある場合が多い。図82に示すようにつまみ821はフレネルレンズ552につながっており、つまり821を上下させることによりフレネルレンズ552が回転するとともに偏光子1334aの偏光軸も回転する。したがって偏光軸を個々の液晶表示パネル1333の特性にあわせて容易に調整できる。
図81の構成は前記調整を容易にした構成である。フレネルレンズ552に偏光子1334aを貼り付けている。偏光子1334aはレンズ中心を軸として回転できるように構成されている。つまり、フレネルレンズ522を回転させることにより偏光子1334aの偏光軸も回転し、偏光子1334aの偏光軸と検光子1334bの偏光軸との角度を調整できる。角度を調整することにより表示パネル1333の画像が最も良好に見える位置に調整をする。
【0307】
ランプ11から放射された光の一部はフレネルレンズ552等で反射されて迷光となる。前記迷光を防止するためにはフレネルレンズ552等に反射防止膜を形成すればよい。しかし、反射防止膜を形成しても迷光の発生は完全に防止することはできない。
【0308】
迷光は表示画像のコントラストを低下させる要因となる。この問題を回避するために、図93のようにランプ11とフレネルレンズ552の間に円形絞り931を配置してもよい。円形絞り931は中央部に円形状窓を有し、複数の絞りが同心円状に所定の間隔を設けて配列されている。円形絞り931はランプ11から出た光がフレネルレンズ552の有効領域に直接入射する光だけ通過するようにしている。また、ボデー1321と接眼リング1335の内面は、光の反射を防止するために黒色あるいは暗色としている。ランプ11から放射される光のうち、不要な光は円形絞り931の遮光部で吸収され、また、吸収されずにわずかに反射する光は他の絞りの遮光部またはボデー1321の内面で吸収されるので、フレネルレンズ552に入射しない。したがって、液晶表示パネル1333への不要光入射による表示画像のコントラスト低下は非常に小さくなる。絞りは1枚でもよいが、枚数が多いほど効果は大きくなる。
【0309】
液晶表示パネル1333は通常ブラックマトリックス(図示せず)が形成されている。ブラックマトリックスは、液晶表示パネル1333の信号線上の液晶の動きを見えなくするため、または/および画素をスイッチングする薄膜トランジスタへの光を遮光するために用いる。しかし、液晶表示パネル1333の画素数が少ない場合は前記ブラックマトリックスが目立ち画像品位が低下してしまう。そこで、図93に示すように、液晶表示パネル1333と観察者の瞳との間に、光学的ローパスフィルタとして回折格子932を配置すれば、ブラックマトリックスを目立ちにくくすることができる。回折格子932は拡大レンズ1336と液晶表示パネル1333間に配置している。また、液晶表示パネル1333の入射光側に配置してもよい。但し、配置位置により、回折格子932のピッチ、高さ等を変える必要がある事は言うまでもない。回折格子932はブラックマトリックスを見えにくくする効果がある。したがって、ブラックマトリックスが見えず滑らかな表示画像が得られる。
【0310】
回折格子932は透過型のものを用い、格子の断面形状はサインカーブ状、円弧状、台形状などが考えられる。回折格子932のパターンは1次元、2次元など多くの変形が考えられる。また、ピッチは、液晶表示パネル1333の画素の大きさが100〜30μmで、回折格子932を液晶表示パネル1333の近くに配置する場合には、100〜20μmの範囲が適当である。
【0311】
また、回折格子932を拡大レンズ1336の近くに配置する場合には、2〜0.1mmが適当である。回折格子932の作製方法としては、SiO2などの無機物質をガラス基板上に蒸着してパターニングする方法、ガラス基板上にポリマーとドーパントの混合物をスピンコートし、パターンマスクを介して露光した後、減圧加熱によってドーパントを昇華させる方法などがある。回折格子板はクラレ(株)等も製造・販売を行なっている。
【0312】
また、拡散板15は図99に示すように液晶表示パネル1333にはりつけてもよい。収縮機構としては液晶表示パネル1333を取付ホルダー991に取りつけ、ランプ11をボデー1321に取りつけることにより、図99、図100に示すようにビューファインダの全長を収縮、伸縮させることができる。
【0313】
フレネルレンズ552の問題として、図102に示すようにフレネルレンズ552内でおこる界面反射がある。特に、入射光872がフレネルレンズ552の界面1022に入射すると図の点線で示すように界面1024,1023等で反射してしまう。その対策として図101に示すようにフレネルレンズ552の厚みtを厚くする方法がある。フレネルレンズ552自身を厚くするのは物理的に困難である場合は、透明基板1011をフレネルレンズ552に透明樹脂901ではりつけるとよい。透明基板等の側面(有効表示範囲外、光が直接入射しない領域)に光吸収膜1012を塗布する。光吸収膜1012として黒色塗料等が例示される。
【0314】
以上のようにフレネルレンズ552を見かけ上厚くすることにより、図103に示すように光線872は界面1031で一度反射し、側面の黒色塗料1012に入射するのでフレネルレンズ552内でハレーションが生じない。なお、図101において、tとdの関係はd/8<tにすればハレーションはほとんど生じず良好な結果が得られた。
【0315】
PD液晶表示パネル1041を拡散板15のかわりに用いれば、拡散度を自由に可変することができる。この構成の説明を図104に示す。
まず、拡散板15のかわりに用いるPD液晶表示パネル1041について説明する。PD液晶表示パネル1041は図24の動作原理で動作することは先に説明をした。ガラス基板1045にはITO電極1046が形成され、前記ITO電極1046間にPD液晶層1047が狭持されている。なお、1044は封止樹脂である。前記ITO電極1046に電圧が印加されていない時は液晶層1047は散乱状態であり、電圧が印加されることによりPD液晶層1047は透明状態となる。前記電圧の強弱によってPD液晶層1047の拡散の程度は変化する。
【0316】
信号発生源1042は矩形波を出力し、前記矩形波は信号振幅可変器1043で信号振幅を変化させる。信号振幅の可変は抵抗Rbで行う。矩形波の大きさが大きいほどPD液晶層1047は透明状態となる。
【0317】
ランプ11から放射された光51はフレネルレンズ552で集光される。その光はPD液晶表示パネル1041で光の直進度が変化させられる。したがってPD液晶表示パネル1041は拡散板15と同様にフレネルレンズ552の溝をみえにくくする効果を有する。さらに光透過率を変化することから、表示パネル1333の表示輝度を調整できるという効果も有する。
【0318】
PD液晶表示パネル1041の透過率が高いときは、液晶表示パネル1333は高輝度表示を行える。したがって、明るい所で表示画像をみるのに適している。逆にPD液晶表示パネル1041の透過率が低いときは液晶表示パネル1333の表示画像は暗くなる。しかし、視野角は広くなるので、広範囲から液晶表示パネル1333を見る場合に適している。以上のように状況に応じて液晶表示パネル1333の表示状態を調整することができる。
【0319】
界面による光反射を防止するためには、図105に示すように拡散板15とフレネルレンズ552等とを光結合剤ではりつければよい。光透過率が高まり、また界面でのハレーションも低減する。拡散板15のかわりとしてPD液晶表示パネル1041を用いる場合も、図106のようにすればよいことは言うまでもない。もちろん図106に示すように拡散板15とPD液晶表示パネル1041の両方を用いてもよい。
【0320】
なお、以前にも説明したが、図107に示すように拡散板15のかわりに回折格子932を用いても拡散板としての機能をはたせることは言うまでもない。また、ランプ11からの光の放射面積を変化させるために、図109のように絞り1091をもうける。絞り1091とはカメラのシャッタ虹採絞り,しぼり等に用いられるものが例示される。絞り1091の穴径を小さくするほど指向性は狭くなり液晶表示パネル1333の表示コントラストは向上する。逆に大きくすると指向性は広くなり液晶表示パネル1333の表示コントラストは低下するが表示画像は明るくなる。
【0321】
本発明に関連する参考例のビューファインダの構成は、拡大レンズ1336が有るものとして説明をしてきたがこれに限定されるものではない。たとえば、図110に示すように拡大レンズ1336がなくてもよい。この場合観察者が見ることができる表示画像は小さくなるが、液晶表示パネル1333サイズが一定以上(1インチ以上が見やすである)の場合は実用上問題がない。
【0322】
フレネルレンズ552等は透過型として説明してきたが、図121に示すように反射型のものを構成できることは言うまでもない。アルミ板等を加工することにより反射型フレネルレンズ1211を作製できる。また、ガラス樹脂で成型し、表面にAl等の金属薄膜を蒸着したものでも作製できる。フレネルレンズ1211はランプ11からおよび反射板883で反射された光を集光して略平行光にして液晶表示パネル1333を照明する。
【0323】
ランプ11からの光は図111に示すように導光体1111を用いて集光手段(フレネルレンズ、照明レンズ552等)に照射させることができる。このように導光体1111を用いればランプ11の配置位置には制約がなくなる。したがってわずかな空間にランプ11をおけ、スペースの有効利用を行える。
【0324】
図112に示すように導光体1111の外面にAl等の反射膜1121が形成され、前記導光体1111はランプ11にかぶせられている。ランプ11から放射された光は反射膜1121間で反射しながら導光体1111内を伝達され出射端から放射される。
【0325】
図112はランプ11に導光体1111をかぶせるとしたが、これに限定するものではなく、図113(a)に示すようにランプ11の先端に接着剤1051で取り付けてもよい。また、図113(b)に示すように複数の光ファイバー1131をたばねたものを導光体として用いてもよい。
【0326】
図114は特に屋外を用いる際に外光(太陽光1141等)を用いて液晶表示パネル1333を照明する方式である。ビューファインダのボデー1321の頂上部には窓があけられ、フレネルレンズ1143がはめこまれている。フレネルレンズ1143はレンズ厚を薄くするために用いるものであり、許容される際には、プラスチックもしくはガラスレンズの正レンズにおきかえてもよい。太陽光1141はほぼ平行光であるから前記光はフレネルレンズ1143により集光され、ミラー751で反射されて光の進行方向が曲げられ、集光手段552に入射する。
【0327】
つまり、フレネルレンズ552は屋外光1141とランプ11からの光の双方を集光する機能をもつ。
【0328】
ミラー751で反射される光の状態はランプ11から放射される光と同様の状態となるような位置に配置される。当然のことながら、屋外光1141をボデー1321内にとりこまず、液晶表示パネル1333を照明する場合は、ランプ11を発光させて、前記ランプ11からの光を用いる。
【0329】
ランプ11を発光させるかもしくは屋外光1141が弱いときには、補助的にランプ11を発光させて、表示パネル1333に入射する単位面積あたりの光束量(輝度)を一定値にして用いる。ランプ11を点灯させるか、もしくは点灯した発光輝度の明るさは、ボデー1321の頂上部等に配置したホトセンサ1142で屋外光1141の強弱を判断して決定をする。図115はその判断をする回路構成である。ホトセンサ1142としてはホトダイオード等が該当する。
【0330】
光検出回路1152はホトセンサ1142とオペアンプA等からなる積分回路から構成される。オペアンプAからは屋外光1141の強弱に応じて電圧Vが出力される。1151はヒステリシスコンパレータ回路であり、ヒステリシス状態を決定する抵抗R、RとオペアンプAおよびリファレンス電圧Vを発生させる電圧源から構成される。
【0331】
オペアンプAの出力電圧Vはリファレンス電圧Vと比較される。Vが一定値以上のときオペアンプAの出力端子aの電圧は+電圧(もしくは−電圧)となる。前記電圧によりアナログスイッチSW1153の接点は閉じ、電圧Eがアノード電極25に印可されてランプ11は点灯する。逆にオペアンプAの出力が−電圧(もしくは+電圧)の点はアナログスイッチSW1153はオープンとなる。
【0332】
ヒステリシスコンパレータ回路1151を用いたのはホトセンサ1142に入力する光1141には強弱が生じる(たとえば、ビデオカメラを使用中に太陽が雲の影にはいった場合等)のに対処するためである。外光の強弱によりそのつどコンパレータAの出力が変化するとランプ11が点滅し、液晶表示パネル1333の表示画像が非常にみづらいからである。ヒステリシスコンパレータ回路1151を用いることにより、一度ランプ11が点灯した後は、多少、屋外光1141aが強くなっても消灯しない。したがって、点滅することはなくなる。
【0333】
図117は図1等に比較して、表示画面の大きい液晶表示パネル1333を用いたビューファインダの構成図である。ランプ11は横置きにして、ビューファインダの全長を短くしている。理解を容易にするため遮光カバー1171と液晶表示パネル1333等とは離して図示しているが実際上に密着して配置される。遮光カバー1171は観察者が見る方向を規定するために用いられる。観察者があまり斜め方向から液晶表示パネル1333を見ようとすると、遮光カバー1171により液晶表示パネル1333の表示画面の周辺部が見えなくなる。
【0334】
そのため、観察者は液晶表示パネル1333の表示画像を前記画面の正面から見るように心がける。このように接眼カバー1333を配置するのはランプ11から放射される光はフレネルレンズ552(又は集光レンズ)により指向性の狭い光に変換され、観察者は前記指向性の狭い光を見ることになるからである。指向性が狭いため液晶表示パネル1333の正面以外は急に画像が暗く見える。そのため遮光カバー1171を配置して、表示画像が明るく見える方向から見るように観察者を誘導するのである。
【0335】
ただし、拡散板15を配置することにより視野角は拡大されている。拡散板15の拡散度が高いほど視野角(見る角度により表示画像が見えなくなるまでの角度)が拡大される。しかし、表示画像は暗くなり、表示コントラストも低下してしまう。そのため、拡散板15の拡散度をできるだけ低くする。そこで、遮光カバー1171を用いて、表示画像を良好に見ることができる角度を強制的に規定させるのである。このように構成することにより光源から放射される光を有効に利用し、消費電力を低減できるのである。
【0336】
液晶表示パネル1333の有効表示領域が大きい場合、あるいはフレネルレンズ552の焦点距離が長い場合は全長が長くなる場合があるので、図118に示すように、ミラー751を用いて光路872を屈曲させて構成すればよい。ランプ11から放射される光はミラー751bで角度を屈曲されてフレネルレンズ552に入射する。
【0337】
図117では発光素子(ランプ11)として、小型蛍光放電管11を用いるものとして図示した。しかし、その発光素子は図88に示すように小型蛍光管882等であってもよい。その小型蛍光管882として松下電器産業(株)が製造している品番K−C21T26E85H、K−C30T26E85H等がある。これらの蛍光管は冷陰極方式でランプ消費電力も0.33W、0.4Wと少ない。前記蛍光管882から放射される光を有効に前面に出射できるように、蛍光管882の背面にかまぼこ状の反射板883を配置する。また、蛍光管882からの光を良好に集光するため平板状のシリニドカルレンズ881を配置する。発光手段が棒状の発光体であるため同心円状のフレネルレンズ552である必要はなくシリニドカルレンズ881でもよいからである。
【0338】
蛍光管882の前面から放射された光は直接シリニドカルレンズ881に入射し、集光されて液晶表示パネル1333に入射する。蛍光管882の後面から放射された光は反射板833で反射された後、シリニドカルレンズ881に入射して、液晶表示パネル1333に入射する。もちろん図117のように遮光カバー1171を配置してもよい。
【0339】
図83では液晶表示パネル1333とフレネルレンズ552間の距離d2を使用時に伸張して用いられるように構成している。図87の構成でも同様のことを実施できる。図87のように液晶表示パネル1333bを取り付けたケース861とランプ11を取り付けたケース871とをジャバラ862bで結合し、前記ジャバラ862bを伸張、収縮させることにより表示パネル1333とフレネルレンズ552間を調整できるようにすればよい。
【0340】
図87の構成では液晶表示パネル1333が大きいため、ランプ11と集光レンズ552間に一定の距離が必要であるため、体積が大きい。これを解決するためには図86のように構成すればよい。ビューファインダを不使用の場合は、図86(a)のようにジャバラ862aをおりたたんでおく。使用時は図86(b)のようにジャバラ862aおよび862bを引きのばし、集光レンズ552の焦点位置にランプ11の発光部がくるようにする。
【0341】
液晶表示パネル1333、拡散板15、集光レンズ552はジャバラ862を介して一体として固定されている。ジャバラ862は外光が進入することも防止および、収縮のため等に用いるものであって、これに限定するものではない。たとえば、図83に示すように伸縮自在の筒状(1321b)のものであってもよい。
【0342】
観察者が液晶表示パネル1333の表示画像を見やすい方向に調整するのは容易である。回転軸863に回転可能なようにビスが固定されており、図86(b)の点線、実線のように自由に回転、固定できる。特にビデオカメラのモニタとして用いるとき有効である。ビデオカメラで被写体を良好に撮影(撮像)するためにはビューファインダの見る位置を変化させる必要があるからである。
【0343】
ランプ11の頂点もしくは側面から放射される光を有効に利用するためには、図119のように構成すればよい。ランプ11の頂点部から放射される光872は図120(b)の光872dのようにミラー883aで反射されて表示パネル1333に向かう。もちろん前面から放射される光872は直進して表示パネル1333に向かう。ランプ11の側面から放射される光は、図120(a)に示すようにミラー883c、883bで反射され表示パネル1333に入射する。図120のようにミラー883を用いて表示パネル1333に斜め方向からの光を入射させることにより観察者が表示パネル1333の表示画像を見る時の視角が広がる。つまり、多少眼の位置をずらせても表示画像が急に暗くなることがなくなる。
【0344】
図123のようにランプ11a、11bというように複数の発光素子を用い、それぞれの発光素子から放射される光を液晶表示パネル1333に斜めに(光線1232a、1232b)入射させても視角をひろげることができる。したがって、本発明に関連する参考例のビューファインダにおいて、発光素子(ランプ11)は1個に限定するものではない。複数の発光素子を用いることにより視角がひろがり、表示画像をみやすくなるという効果が発揮されるからである。
【0345】
以上の本発明に関連する参考例のビューファインダは、一枚の液晶表示パネル1333で構成されるものであった。しかし、本発明のビューファインダは、これに限定されず、例えば、図95の構成のものをも含む。
【0346】
図95において、952はPBS(偏光ビームスプリッタ)であり、多数の光学メーカーが発売している(たとえば、日本メレスグリオ様の03PBS025等)。PBS952の光合成面951には誘電体薄膜が積層されP偏光またはS偏光を反射または通過する。
【0347】
液晶表示パネル1333aで変調された光はPBS952の光合成面951で反射され(P偏光またはS偏光)拡大レンズ1336に入射する。一方、液晶表示パネル1333bで変調された光はPBS952の光合成面951を通過し(S偏光またはP偏光)拡大レンズ1336に入射する。観察者は2つの液晶表示パネル1336の画像を重ね合わせてみるため、画素数が2倍となる。したがって、高精細表示を実現できる。なお、PBS952のかわりに光の半分を透過させるハーフミラーを用いてもよい。
【0348】
ハーフミラーを用いた場合は、ランプ11aから放射された光は液晶表示パネル1333aに入射し、前記液晶表示パネル1333aを出射した光がハーフミラー(図95のPBS952をハーフミラーとおきかえて考えればよい)に入射する。ハーフミラーは前記光の半分を拡大レンズ1336側に反射する。一方、ランプ11bから放射された光は、液晶表示パネル1333bに入射し、前記液晶表示パネル1333bを出射した光がハーフミラーに入射する。ハーフミラーは同様に前記光の半分を拡大レンズ1336側に反射する。液晶表示パネル1333aの光学像と液晶表示パネル1333bの光学像は半画素だけ位置をずらして2つの光学像を重ね合わせる。
【0349】
液晶表示パネルはブラックマトリックスが形成されているため、一方の液晶表示パネル1333aのブラックマトリックスの光学像上に、他方の液晶表示パネル1333bの画素の光学像を重ね合わせる。前述のように重ね合わせることにより、表示画像の精細度が向上する。2枚の液晶表示パネルの映像信号のサンプリングタイミングを半画素分ずらせることは言うまでもない。
【0350】
同様に液晶表示パネル1333が3つ以上の場合も考えられる。その構成を図116に示す。953はダイクロイックミラーである。ランプ11aは赤色に発光しているとし、前記ランプからの光は液晶表示パネル1333aに入射する。液晶表示パネル1333aには赤色の映像信号が印加されているものとする。前記液晶表示パネル1333aで変調された赤色光はダイクロイックミラー953aで反射され、拡大レンズ1336に入射する。ランプ11bは緑色に発光しているとし、液晶表示パネル1333bには緑色の映像信号が印加されているとする。前記液晶表示パネル1333bで変調された緑色光はダイクロイックミラー953を通過し、拡大レンズ1336に入射する。またランプ11cは青色に発光しているとし、液晶表示パネル1333cは青色の映像信号が印加されているものとする。前記液晶表示パネル1333cで変調されて青色光はダイクロイックミラー953aで反射し、拡大レンズ1336に入射する。観察者(図示せず)は3つの液晶表示パネル1333で変調されダイクロイックミラー953で合成された画像を見ることになる。したがって画素数は1つの液晶表示パネル1333の3倍の画素数となり高精細の画像表示を実現できるのである。
【0351】
図120では2つのランプ11を用いて視角を改善する構成について説明をした。しかし、1つのランプ11で視角を適的な方向に調整する方法がある。この方法について図96で説明をする。視角は観察者が最も見やすい方向に設定すればよい。視角を調整するにはランプ11と液晶表示パネル1333の中心軸961から、レンズ552中心を変化させればよい。つまり中心軸がずれれば、液晶表示パネル1333に入射する主光線の角度はかたむく。したがって、フレネルレンズ552の位置をxだけずらす、もしくは、ランプ11の位置を少し中心軸961からずらせばよい。ずらすことにより観察者が最適に液晶表示パネル1333の表示画像がみえる位置に調整することができる。この技術的思想を、本発明に関連する参考例のビューファインダに適用することにより最適視方向に観察者が容易に調整できる。
【0352】
以上のことはビューファインダだけではなく、たとえば電話器に取り付けられた表示領域971にも適用できる。その説明図を図97、図98に示す。電話器の表示領域971には相手先の電話番号等が表示され、前記表示はセキュリティ上他の人にはみられたくはない。本発明に関連する参考例のランプ11、集光レンズ552、表示パネル1333で構成される表示装置は表示画像が見える視角(視野角)が狭い。したがって、電話をかけている本人にしか見えず、セキュリティ上効果がある。しかし、視角が狭いため最適方向に主光線の方向をむけなければ、電話を使用する当人も表示領域971の表示画像が見えない。たとえば、図98の場合、主光線の方向がaのとき、観察者Aは表示画像が見えるが、それより背の低い観察者Bにはみえない。そこでランプ11の位置、もしくは集光レンズ552の位置を矢印方向に移動させることにより観察者B(電話の使用者)のみがみえるようにすることができる。
【0353】
集光レンズ552の位置調整等はもちろん自動で行うこともできる。使用者が受話器974をとったとき、もしくはプッシュボタン部をおした時には電話本体973に近づいている。その時に電話器本体973にとりつけた赤外線LED975a−975d(図97(b)参照)より赤外線を発生し、使用者にあたって反射する反射光を受光素子976で検出する。以上の作業により使用者の背の高さ等の概略を知ることができる。背の高さがわかれば、あらかじめ背の高さに対して設定してある移動量xだけ集光レンズ552を移動させればよい。
【0354】
図83で説明したフレネルレンズ552および拡散シート15を用いるという技術的思想はビューファインダのみに適用されるものではなく、図122(a)に示すような投射型表示装置にも適用できる。発光手段としてメタルハライドランプ1221aが該当し、凹面鏡1221bおよびUVIRカットフィルタ1221cで照明光学系1221を構成する。フレネルレンズ552は前記照明光学系1221からの光を略平行光にして液晶表示パネル1333に入射させる。拡散シート15、フレネルレンズ552の溝がスクリーン(図示せず)に投影されないようにするためのものである。投射レンズ1222は液晶表示パネル1333の変調画像をスクリーンに拡大投影する。
【0355】
図122(a)は液晶表示パネル1333にカラーフィルタ1223を具備させてカラー表示を行うものである。カラーフィルタ1223がなくとも、図122(b)の構成でカラー画像を表示できる。照明光学系1221から放射された白色光はダイクロイックミラー953により青,緑,赤の3つの光に分離される。液晶表示パネル1333にはマイクロレンズ1225がマトリックス状に配置されたマイクロレンズアレイ1224がはりつけられている。1つのマイクロレンズ1225は3つの画素244(青,緑,赤の3つので1つの組)に対応する。前記青色光はマイクロレンズ1224により画素244bに入射し、緑光は画素244b,赤色光は画素244cに入射する。したがって、カラーフィルタ1223がなくともカラー表示を行える。
【0356】
本実施の形態の技術的思想は他の装置にも適用できる。たとえば、図123に示すメガネなし立体表示装置(3Dディスプレイシステム)にも応用できる。1231はイメージスプリッタであり液晶表示パネル1333の1つ1つの画素に正しく位置合せされている。発光素子(ランプ11a,11b)には、それぞれ反射ミラー833aまたは833bが配置されており、フレネルレンズ552に向かって光を放射する。各発光素子はフレネルレンズ552の略焦点位置に配置される。
【0357】
ランプ11aの主光線1232aは、フレネルレンズ552(もしくは液晶表示パネル1333)の法線に対し角度+θ傾いている。一方、ランプ11bの主光線1232bはフレネルレンズ552(もしくは液晶表示パネル1333)の法線に対し角度−θ傾いている。イメージスプリッタ1231は開口部1241と遮光部1242とが交互に形成されている(図124参照)。遮光部1242はマトリックス状あるいはストライプ状が例示される。
【0358】
図124は本実施の形態の3Dディスプレイシステムの説明図である。液晶表示パネル1333にはランプ11からの光が入射する。主として主光線1232aが右眼画像1244の画素を通過し、主光線1232bが左眼画像1243の画素を通過する。イメージスプリッタ1231の遮光部1242は観察者1245の左眼には右眼画像1244の画素を通過した光が到達しないように、かつ、右眼には左眼画像1243の画素を通過した光が到達しないようにする働きをもつ。また、イメージスプリッタ1231の開口部1241は観察者1245の左眼に左眼画像1243の画素を通過した光が到達するように、かつ、右眼には右眼画像1244の画素を通過した光が到達するようにする働きをもつ。当然に左眼画像1243の画素には左眼用の映像を右眼画像の画素には右眼用の映像を液晶表示パネル1333に表示させる。これは1画素ごとに右眼用の映像信号と左眼用の映像信号とをアナログスイッチ等で切りかえて、液晶表示パネル1333に入力する1つの映像信号とすれば実現できる。
【0359】
図124では小型蛍光放電管を発光素子として用いるとしたが、図52に示すように平面蛍光ランプ521(たとえばウシオ電機(株)品番UFU07E852)を発光素子として用いることもできる(図125参照)。また、図51のLED等も用いることが出来る。図125に示すように、平面蛍光ランプ521には、裏面に昇圧コイル1251が接続されている。発光素子は1つでもよい。また、フレネルレンズ552のかわりにプラスチック等からなる凸レンズ1252等を用いてもよい。集光機能としては同様であるからである。凸レンズは平面、もしくは曲率半径の大きい面を平面蛍光ランプ521側に向ける。これは、正弦条件を満足しやすくして、液晶表示パネル1333の表示画像の輝度均一性を良好にするためである。
【0360】
ただし、凸レンズは平凸レンズに限定するものではなく両凸レンズでもよい。また、図123のイメージスプリッタ1231としてレンチキュラスクリーン(レンズ)を用いてもよい。レンチキュラスクリーンにはかまぼこ状のレンズが形成されており、前記レンズにより左眼用の透過光と右眼用の透過光とを選択制御できることにはかわりがないからである。たとえば、レンチキュラレンズ(レンチキュラスクリーン)を液晶表示パネル1333に付加した構成としては図127の構成が例示される。
【0361】
図123はイメージスプリッタ1231を用いて左眼用の光と右眼用の光とを分離するものであった。同一の機能は図134に示すようにプリズム板1341を用いても実現できる。プリズム板1341は三角状の板である。
【0362】
集光手段1252から出射された指向性の狭い光はプリズム板1341に入射し、スネルの法則に従って光の進行方向を変化させられる。一つのプリズム板1341の三角形には2つの隣接した画素電極244が対応している。プリズム板1341を通過する”点線”の光線は右眼用の画像を表示する画素244bを通過する。一方”実線”の光線は左眼用の画像を表示する画素244aを通過する。したがって、プリズム板1341によって右眼用と左眼用の光が形成され、アクティブマトリックス型の液晶表示パネル1333は一画素ごとに交互に右眼用と左眼用を表示することにより観察者は立体(3D)表示を見ることができる。
【0363】
なお、プリズム板1341の三角形のつぎ目が目立つ場合はプリズム板1341と液晶表示パネル1333間もしくは液晶表示パネル1333の光出射側に散乱手段(拡散板15)を配置すればよい。したがって、ビューファインダに拡散板15を用いるという技術的思想が3Dにも生かされているのである。
【0364】
図134等はプリズム板1341を用いて右眼用の光を左眼用の光を形成するものであった。その他図135に示す方法によっても実現できる。
【0365】
図135において、ランプ1221aからの光は放物面鏡1221bにより略平行光の光(指向性の狭い光)に変換され出射される。出射された光はUVIRカットフィルタ1221cにより赤外線と紫外線とがカットされて可視光のみが出射される。前記光はハーフミラー1351により半分の光が点線のように反射され、通過した光はミラー1352により実線のように反射される。なお、ハーフミラー1351とミラー1352はダイクロイックミラーもしくはダイクロイックプリズムであってもよい。
【0366】
液晶表示パネル1333にはマイクロレンズアレイ1225が光結合剤で貼り付けられており、2つの画素244a、244bに対して1つのマイクロレンズ1225が対応している。マイクロレンズ1225により点線の光は画素244aを通過し、実線の光は画素244bを通過する。これが左眼用の光と右眼用の光となる。以上のように構成すれば、図124と同様に3D表示を行うことができる。
【0367】
以上の3Dディスプレイシステムは、一つの液晶表示パネル1333において一画素ごとに左眼用の画像と右眼用の画像を交互に表示するものであった。しかし、前記構成では片目について考えれば液晶表示パネルの画素数の1/2しか見えないことになる。つまり液晶表示パネルの画素数が1/2の表示画面をみているのと同様となる。
【0368】
この課題を解決する3Dディスプレイシステムの構成を図129に示す。イメージスプリッタ1231等に採用していない。2つのランプ11の主光線が液晶表示パネル1333の法線に対してθの角度傾いている点、集光手段(レンズ1252)がランプ11が放射する光を指向性の狭い光に変換する点は図123と同様である。つまり、主としてランプ11aからの光は左眼用の光となり、発光素子11bからの光は右眼用の光となる。十分、液晶表示パネル1333から出射される光の指向性が狭いからである。液晶表示パネル1333としてはアクティブマトリックス型のTN液晶表示パネルを採用する。
【0369】
図131は液晶表示パネル1333に印加する映像信号を作製する回路のブロック図である。再生装置a、再生装置bは、水平走査期間(H期間)で同期をとって映像信号を出力できるものである。同期は同期回路1311により行なう。これらの同期をとる方法、装置は映像分野の当事者であれば容易に構成できるので説明を省略する。再生装置aおよびbから読みだした映像信号は、A/D変換器1313によりアナログ−デジタル変換され、SRAMからなるメモリ1314a、1314bにデータとして保持される。メモリa、bからは切り換え回路1315のスイッチを切り換えることにより選択的に読み出す。読み出された映像データはD/A変換器1316によりデジタル−アナログ変換され、かつ水平同期信号等を付加されビデオ信号となり図19のスイッチSW1のa端子に加えられる。
【0370】
メモリaからの読み出しは1フィールド(1F)の1/2期間(倍速読み出し)で読み出す。残りの1/2期間は0データ(映像データなし=黒表示(無表示))がD/A変換器1316に転送される。同様にメモリbからの読み出しは1フィールド(1F)の1/2期間で読み出し、残りの1/2期間は0データ(映像データなし=黒表示(無表示))がD/A変換器1316に転送される。つまり、第1フィールドの1/2期間は左眼用の映像信号が、残りの1/2期間が無表示に、次の第2フィールドの1/2期間は右眼用の映像信号が、残りの1/2期間が無表示のビデオ信号がD/A変換器1316から出力されるのである。なお、前述で1/2期間としたのは説明の便宜のためおよび回路構成の容易性のためであり、これに限定するものではない。たとえば3/4期間に映像信号が、残りの1/4期間が無表示であってもよい。また、1フィールドに限定するものでもなく、1フレームであってもよい。たとえば、1フレームの1/2期間(=2フィールド)に左眼用の映像信号が、残りの1/2期間が無表示であってもよい。ただし、左眼用の映像信号が表示される間隔が長くなるとフリッカが発生する、あるいは表示画像に連続性がなくなり動画がぎこちなくなるという問題が発生する。静止画の場合は映像信号の表示間隔が長くなってもよいが動画表示の場合は問題となるであろう。この意味からも、左眼用の映像信号の出現間隔は1フレーム(=2フィールド)ことが好ましい。
【0371】
図130は液晶表示パネル1333の画像表示状態と2つの発光素子11a、11bの点灯タイミング及び液晶表示パネル1333の画素電極に印加する信号極性とを図示したものである。
【0372】
まず、液晶表示パネル1333の表示状態について説明する(図の左から2列目)。(1)は無表示状態を示す(なお、無表示状態は、液晶表示パネルの有効表示領域を斜線で示す)。また、映像表示は説明を容易にするため”F”の文字を例とし、左眼用の表示は実線で右眼用の表示は点線で示すものとする。(2)において表示画面の上から順次映像が表示され、(3)は一画面全体が表示された状態を示す。次に(4)では画面の上方向から無表示状態となっていく。(5)は完全に無表示(黒表示)となった状態を示す。なお、(2)から(5)は量子的に移りかわるのではなく連続して行なわれる。つまり、液晶表示パネル1333はゲートドライブ回路(図示せず)が1水平走査期間(1H)ごとにゲート信号線にTFTのオン電圧を印加し、順次、ゲート信号線にオン電圧を走査することにより行なう。
【0373】
(2)から(5)において任意の画素は1フィールド(1F)の期間の1/2時間映像表示されていることになる。また、この時は、左眼用発光素子11aが点灯(オン)し、右眼用発光素子11bが消灯(オフ)する。したがって、液晶表示パネル1333には左眼用の映像表示されており、前記発光素子11aが放射する光により前記映像表示の光学像が観察者の左眼に到達する。黒表示(無表示)とするのは、アクティブマトリックス型液晶表示パネル(というよりは、液晶表示パネル)はメモリ性があるからである。メモリ性とは画素電極244に書き込まれた信号は、次に前記画素電極244に信号が印加されるまで保持される性質をいう。もし、黒表示を行なわなければ、左眼用の表示と右眼用の表示が液晶表示パネル1333に同時に表示される状態がおこるからである。同時に表示されれば左眼用ランプ11aと右眼用ランプ11bを交互にオンオフさせても、左眼用の映像が右眼に、右眼用の映像が左眼に到達し、3D表示とはならない。図130に示すように、左眼用の映像を表示した後、いったんすべての画素電極244に保持された電圧をリセット(消去)し、新たに右眼用の映像を表示すれば、左眼用の映像と右眼用の映像をそれぞれ選択的に左眼、右眼に到達させることができる。
【0374】
(6)から(9)は右眼用の映像を表示していることを示している。その際左眼用ランプ11aは消灯(オフ)し、右眼用ランプ11bが点灯(オン)させる。液晶表示パネル1333には画面の上端から右眼用の映像を表示させていき、(7)のように完全に右眼用の映像を表示させた後、(8)の如く上部より黒表示にしていく。上記(2)から(5)の状態(左眼用の映像表示状態)と、(6)から(8)の状態(右眼用の映像表示状態)を1フレームごとに繰り返す。
【0375】
なお、左眼用ランプ11aは(2)の表示状態で点灯させるとしたがこれに限定するものではなく、(1)の表示状態のように点灯させてもよい。同様に右眼用ランプ11bは(5)の表示状態で点灯させてもよい。
【0376】
図130の左端欄は画素電極244に印加する信号の極性を示している。対向電極243の電位に対して正極性を”+”で、負極性を”−”で示している。一画素電極244の行(横方向)には同一極性の信号を印加する。また、一行ごとに極性を反転させる。つまり、図130(a)において画素電極74aと74bとは同一極性が、画素電極244aと244cとは反対極性の信号が印加される。
【0377】
次のフィールド(図130(b))では各画素電極の信号極性は、前のフィールド(図130(a))と逆となるようにする。つまり、図130(a)の画素電極244cは”−”極性が印加されているが、図130(b)では”+”極性が印加される。このように1フィールドごとに画素電極244に印加する信号極性を反転させることにより、フリッカの発生を防止でき、良好な画像表示を実現できる。
【0378】
図130は集光手段(レンズ1252)を用いて、ランプ11aが放射する光を左眼に、ランプ11bが放射する光を右眼に入射させるものであった。前記集光手段のかわりに図127に示すようにレンチキュラレンズ1271を用いても、同様の3D表示を実現できる。なお、液晶表示パネル1333の映像表示状態および発光素子(ランプ11a、11b)の発光状態等に図130に示したのと同様である。ただし、ランプ11aと11bはいれかえて考える必要があるが基本的な問題はない。
【0379】
図128にレンチキュラレンズ1271部を通過する光路等の説明図である。レンチキュラレンズ1271aは光結合剤901aを介してアレイ基板242とオプティカルカップリング(OC)されており、また、レンチキュラレンズ1271bは光結合剤901bを介して対向基板241とOCされている。これは界面反射等を防止する等のためである。
【0380】
ランプ11aから放射された光(実線)はレンチキュラレンズ1271aに入射し、液晶表示パネル1333の画素電極244を通過してかつ、レンチキュラレンズ1271bで屈折されて右眼に入射する。一方、ランプ11bから放射された光(点線)はレンチキュラレンズ1271aに入射し、同様に液晶表示パネル1333の画素電極244を通過し、かつレンチキュラレンズ1271bで屈折されて左眼に入射する。
【0381】
以上のことから、ランプ11aと11bから放射される光は右眼および左眼に選択的に到達させることができることが理解できる。つまりレンチキュラレンズ1271は図129の集光手段(レンズ1252)と同様の機能を有する。したがって、図130の表示方法を実施すれば3D表示を行えるのである。
【0382】
ランプを2つ具備するという技術的思想は図139の構成でも実現できる。遮光板1393、遮光パターン1392には、1つのマイクロレンズ1225に対し、2つの微小穴(1391a、1391b)を形成されている。穴1391aから放射する光をマイクロレンズ1225により右眼用の光とし、穴1391bから放射する光を同様にマイクロレンズ1225により左眼用の光とする。以上のようにすれば1枚のマイクロレンズアレイ1224で指向性の良好な左眼用の光と右眼用の光を作製できる。またマイクロレンズアレイでなくとも図126のセルホック(円筒)レンズアレイでも実現できる。
【0383】
本発明に関連する参考例の3Dディスプレイでは点光源とみなせるランプ11を用いているため、液晶表示パネル1333を出射する光の指向性が狭い。したがって、左眼用と右眼用の光を良好に分離することができる。また、2つのランプ11から放射される主光線の角度を+θおよび−θとすることにより、観察者が液晶表示パネル1333の画面中央部で良好に表示画像を見ることができる。また、主光線の角度を変化させることは容易である。また、ランプ11の位置を変化させることも容易である。たとえば、図33の点線位置に発光素子(ランプ11)を移動させれば、表示パネル223の表示画像を斜め方向からみたときに3D表示になるようにすることができる。
【0384】
ランプを2つ具備する3Dディスプレイシステムでは、観察者が最適に3D画像を見えるように調整することが容易である。図132に示すようにランプ11から放射される角度θを調整すればよい。たとえば、図132(a)で示すように表示パネル1333の表示画面から観察者の眼1401が比較的離している時(比較的遠くから表示画面を見ている時)は角度θを小さくする。一方、図132(b)のように観察者の眼1401が比較的、表示画面に近いときは角度θ2を大きくすればよい。
【0385】
より具体的に図133のように構成をする。アーム1412a、1412bには反射ミラー833を有するランプ11がビス1411a、1411bが取り付けられており、前記アーム1412の一端はビス1411cで調整板1414に取り付けられている。また、ビス1411a、1411bによりスライド板1413の穴にアーム1412が取り付けられている。
【0386】
調整板1414を右方向に引っぱることにより2つのランプ11間がひらく。また、押し込むことによりランプ11間の距離はせばまる。以上のように調整板1414を観察者が調整することにより、最適に3D表示が見られるようにすることが容易にできる。
【0387】
上述のビューファインダは、発光素子の小さな発光体から広い立体角に放射される光をフレネルレンズ又は放物面鏡等で平行に近く指向性の狭い光に変換し、液晶表示パネル1333で変調して画像を表示するので、消費電力が少なく、輝度むらも少ない。しかも、ランプ11の駆動回路も従来のビューファインダのようにバックライトを用いるものに比較して単純な構成となるため、コンパクトで軽量のビューファインダを提供できる。液晶表示パネルとしてPD液晶表示パネルを用いれば、TN液晶表示パネルに比較して消費電力をさらに低減できる。また、フレネルレンズ522等と液晶表示パネル1333間に拡散板15を配置することにより、液晶表示パネル1333の画素244とフレネルレンズ522の溝とが干渉してモアレを生ずることを、また、フレネルレンズの溝が視覚的に認識されることを抑制できるから良好な画像表示を実現できる。その上、拡散板15をPD液晶表示パネルとすることにより任意の視野角および表示画像のブライトネス(輝度、明るさなど)調整を行なうことができる。また、ランプ11として点光源とみなせるものを使用できるから、良好な3D表示をも実現できる。
【0388】
【発明の効果】
低消費電力の液晶表示装置とこれを用いたビューファインダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図2】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の断面図である。
【図3】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の断面図である。
【図4】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の断面図である。
【図5】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図6】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の断面図である。
【図7】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の説明図である。
【図8】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の断面図である。
【図9】本発明に関連する参考例のビューファインダのランプの説明図である。
【図10】本発明に関連する参考例のビューファインダのランプの説明図である。
【図11】本発明に関連する参考例のビューファインダのランプの説明図である。
【図12】本発明に関連する参考例のビューファインダのランプの説明図である。
【図13】本発明に関連する参考例のビューファインダのランプの説明図である。
【図14】本発明に関連する参考例のビューファインダのランプの説明図である。
【図15】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図16】本発明に関連する参考例のランプの駆動方法の説明図である。
【図17】本発明に関連する参考例のランプの駆動方法の説明図である。
【図18】本発明に関連する参考例のランプの駆動方法の説明図である。
【図19】本発明に関連する参考例のランプの駆動方法の説明図である。
【図20】本発明に関連する参考例のランプの駆動方法の説明図である。
【図21】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図22】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図23】高分子分散液晶表示パネルの断面図である。
【図24】高分子分散液晶表示パネルの説明図である。
【図25】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の断面図である。
【図26】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の断面図である。
【図27】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図28】本発明に関連する参考例のビューファインダのランプの説明図である。
【図29】本発明に関連する参考例のビューファインダのランプの断面図である。
【図30】本発明に関連する参考例のビューファインダのランプの断面図である。
【図31】本発明に関連する参考例のビューファインダのランプの説明図である。
【図32】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の説明図である。
【図33】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の説明図である。
【図34】本実施の形態のビューファインダの光源部の説明図である。
【図35】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の説明図である。
【図36】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の説明図である。
【図37】本発明に関連する参考例のビューファインダのランプの説明図である。
【図38】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の斜視図である。
【図39】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の斜視図である。
【図40】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の斜視図である。
【図41】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の斜視図である。
【図42】本発明に関連する参考例のランプの駆動方法の説明図である。
【図43】本発明に関連する参考例のビデオカメラの説明図である。
【図44】本発明に関連する参考例のビデオカメラの説明図である。
【図45】本発明に関連する参考例のランプの駆動方法の説明図である。
【図46】本発明に関連する参考例のランプの駆動方法の説明図である。
【図47】本発明に関連する参考例のビューファインダのランプの説明図である。
【図48】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の説明図である。
【図49】本発明に関連する参考例のビューファインダのランプの駆動方法の説明図である。
【図50】LEDの説明図である。
【図51】LEDの説明図である。
【図52】蛍光面発光素子の説明図である。
【図53】本発明に関連する参考例のビデオカメラの説明図である。
【図54】本発明に関連する参考例の電子スチルカメラの説明図である。
【図55】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図56】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図57】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図58】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図59】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図60】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図61】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図62】本発明に関連する参考例の表示装置の説明図である。
【図63】本発明に関連する参考例の表示装置の説明図である。
【図64】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図65】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図66】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図67】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図68】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図69】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図70】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図71】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図72】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図73】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図74】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図75】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図76】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図77】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図78】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図79】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図80】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図81】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図82】本発明に関連する参考例のビューファインダの斜視図である。
【図83】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図84】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図85】本発明に関連する参考例のビデオカメラの説明図である。
【図86】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図87】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図88】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図89】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の説明図である。
【図90】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の説明図である。
【図91】本発明に関連する参考例のビューファインダの光源部の説明図である。
【図92】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図93】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図94】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図95】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図96】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図97】本発明に関連する参考例の表示パネルの説明図である。
【図98】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図99】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図100】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図101】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図102】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図103】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図104】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図105】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図106】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図107】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図108】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図109】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図110】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図111】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図112】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図113】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図114】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図115】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図116】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図117】本発明に関連する参考例のビューファインダの斜視図である。
【図118】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図119】本発明に関連する参考例のビューファインダの断面図である。
【図120】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図121】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図122】本発明に関連する参考例の表示装置の構成図である。
【図123】本実施の形態の表示装置の説明図である。
【図124】本実施の形態の表示装置の説明図である。
【図125】本実施の形態の表示装置の説明図である。
【図126】本実施の形態の表示装置に用いるレンズの説明図である。
【図127】本実施の形態の表示装置の説明図である。
【図128】本実施の形態の表示装置の説明図である。
【図129】本発明に関連する参考例の表示装置の説明図である。
【図130】本実施の形態の表示装置の説明図である。
【図131】本発明に関連する参考例の表示装置の駆動方法の説明図である。
【図132】本発明に関連する参考例の表示装置の駆動方法の説明図である。
【図133】本発明に関連する参考例の表示装置の説明図である。
【図134】本発明に関連する参考例の表示装置の説明図である。
【図135】本発明に関連する参考例の表示装置の構成図である。
【図136】ビューファインダの外観図である。
【図137】従来のビューファインダの断面図である。
【図138】従来のビューファインダの光源部の説明図である。
【図139】本発明に関連する参考例のビューファインダの説明図である。
【図140】本発明に関連する参考例のビューファインダの設計例である。
【図141】本発明に関連する参考例のビューファインダの設計例である。
【図142】本発明に関連する参考例のビューファインダの設計例である。
【図143】本発明に関連する参考例のビューファインダの設計例である。
【図144】本発明に関連する参考例のビューファインダの放物面鏡の設計例である。
【符号の説明】
11 ランプ
12 放物面鏡
14 ベース基板
15 拡散(散乱)シート
16 ランプ電位端子
16a,b フィラメント端子
16c アノード端子
17 ランプ用回路部品
20 封止部材
21,21a ランプケース
22 反射面
23 蛍光体
24 フィラメント
25 アノード電極
26 緩衝部材
27 ソケット
28 端子
29 ハンダ
30,30a 突起
31 反射膜
32 光反射筒
15a 拡散板
43 エンボス加工面
51 光線
52 有効表示領域
71 低輝度部
72 ゴムキャップ
73 突起
91 反射膜
101 集光キャップ
102 集光プリズム
103 接着剤
104 透明樹脂
105 反射筒
106 拡散板
107 反射キャップ
111 透明導電膜(ITO)
112 帯電防止膜
121 導線
131 金網
161 タイマー回路
162 可変電源
163 可変抵抗(可変電流素子)
171 インバータ
172a,b アナログスイッチ
173a,b 電流制限抵抗
181 ホトセンサ
182 オペアンプ
183 光検出回路
184 発振回路
185 増幅器
191 アンプ
192 位相分割回路
193 出力切り換え回路
194 ドライブ回路制御部
195 ソースドライブ回路
196 ゲートドライブ回路
197,198 電源
201a,b DCDCコンバータ
202 バッテリー
204 電流検出回路
211 外ワク
212 絞りつまみ
213 虹彩絞り
249 ソース信号線
230 カラーフィルタ
231 透明樹脂
241 対向電極基板
242 アレイ基板
243 対向電極
244 画素電極
245 水滴状液晶
246 ポリマー
247 入射光
248 光変調層(液晶層)
291 保護膜(SiO
301 取付ガラス
311 発光領域
312 マーカ
313 くぼみ部
314 透明突起
331 拡散(散乱)部
332 拡散(散乱)点
381 透明ホルダー(樹脂樹脂)
382 ホルダー固定部
391 放物面鏡
401 凸部
411 拡散(散乱)板
421 サーミスタ
422 コンパレータ
423 CPU
424 スイッチ回路
425 オペアンプ
426 FET
431 ビデオカメラ本体
432 撮像レンズ部
433 スイッチ(SW)
434 接続部
435 録画スイッチ
471 封止樹脂
501 端子
502 発光体
503 樹脂レンズ
504 レンズ面
505 レンズ面の頂点
506 レンズ面の法線
507 レンズ面の曲率中心
508 レンズ面による発光体の像
521 面発蛍光ランプ
531 CCDセンサ
532 発光素子電源回路
533 液晶表示パネル駆動回路
534 再生回路
541 スチルカメラ本体
551 反射板
552 照明レンズ(凸レンズ)
553 補助レンズ
601 レンズ面
602 フレネル面
603 凸レンズ
604 フレネルレンズ
611 平面部
621 導光板
622 拡散部
631 プリズム板
641 アイポイント
681 パネルホルダー
691 表示部
711 ソケット
712 つまみ
713 収縮部1
714 収縮部2
715 光軸
751 ミラー
811 挿入部
821 つまみ
831 反射板
1336b 凹レンズ
851 留め具
861 パネル取付部
862 ジャバラ
863 回転軸
864 レンズ取付部
871 ケース
872 光線
881 シリンドリカルレンズ
882 小型蛍光管
883 反射板
901 透明接着剤
911 だ円面鏡
912 遮光板
921 拡散部
931 円形絞り
932 回折格子
951 光合成面
952 PBS
953 ダイクロイックミラー
961 光軸
971 表示領域
972 プッシュボタン部
973 電話器本体
974 受話器
975 赤外線LED
976 受光素子
991 取付ホルダー
1011 透明基板
1012 光吸収膜
1022,1023,1024,1031 界面
1031 界面
1041 PD液晶表示パネル
1042 信号発生源
1043 信号振幅可変器
1044 封止樹脂
1045 ガラス基板
1046 ITO電極
1047 PD液晶層
1051 光結合層
1091 絞り
1111 導光体
1121 反射膜
1131 光ファイバー
1141 太陽光
1142 ホトセンサ
1143 フレネルレンズ
1151 ヒステリシスコンパレータ回路
1152 光検出回路
1153 スイッチ回路
1171 遮光カバー
1211 反射型フレネルレンズ
1221 光源
1221a メタルハライドランプ
1221b 凹面鏡
1221c UVIRカットミラー
1222 投射レンズ
1223 カラーフィルタ
1224 マイクロレンズアレイ
1225 マイクロレンズ
1231 イメージスプリッタ
1232 主光線
1241 開口部
1242 遮光部
1243 左目画像
1244 右目画像
1245 観察者
1251 昇圧コイル
1252 集光レンズ(凸レンズ)
1261 セルホックレンズ
1271 レンチキュラレンズ
1311 同期回路
1312 再生装置
1313 A/D変換回路
1314 フレームメモリ
1315 切り換え回路
1216 D/A変換回路
1401a 右眼
1401b 左眼
1411 ビス
1412 アーム
1413 スライド板
1414 調整板
1341 プリズム板
1351 ハーフミラー
1352 ミラー
1321 ボデー
1323 取付金具
1331 蛍光管box
1332 接眼カバー
1333 液晶表示パネル
1334 偏光板
1335 取付ホルダー
1336 拡大レンズ
1341 蛍光管の発光パターン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device and a view finder using the same.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal display panels have been actively researched and developed because they are more likely to be lighter and thinner than display devices using CRTs. In recent years, twisted nematic mode (TN mode) liquid crystal display devices that apply the optical rotation of liquid crystal to image display have been put into practical use, and are used in portable pocket televisions, viewfinders of video cameras, and the like.
[0003]
Hereinafter, a conventional viewfinder will be described. In this specification, at least a light source (light generating means) such as a light emitting element and an image display device (light modulating means) such as a liquid crystal display panel are provided. Call. Therefore, the viewfinder of the present invention does not mean only the viewfinder of the video camera. For example, a display device such as a pocket television, an image display device of an electronic still camera, and a head mounted display are also included. Further, the light source includes all light sources that emit light by themselves, such as a hot cathode lamp, a cold cathode lamp, a PDP, and an LED.
[0004]
FIG. 136 shows an example of the appearance of the viewfinder. FIG. 137 shows a cross-sectional view of a conventional viewfinder. 1321 is a body, 1322 is an eyepiece cover, 1335 is an eyepiece ring, and 1333 is a twisted nematic (TN) liquid crystal display panel. A polarizing plate 1334 is disposed on the input / output surface of the liquid crystal display panel 1333. The body 1321 stores a liquid crystal display panel 1333 and a backlight 1331 as a light source. The magnifying lens 1336 is arranged inside the eyepiece ring 1335. By adjusting the degree of insertion of the eyepiece ring 1335, the focus can be adjusted according to the eyesight of the observer.
[0005]
The TN liquid crystal display panel 1333 has a liquid crystal layer 248 with a thickness of about 4 to 5 μm and has a mosaic color filter. A polarizing plate 1334 functioning as a polarizer 1334a and an analyzer 1334b is provided on both sides of the TN liquid crystal display panel 1333. The viewfinder is attached to the video camera main body 421 by a mounting bracket 1323. In the drawings, some parts are omitted, enlarged, and / or reduced to facilitate understanding, explanation, and / or drawing. For example, in the sectional view of the viewfinder in FIG. 136, the eyepiece cover 1322 and the like are omitted. The same applies to the following drawings.
[0006]
FIG. 138 is a perspective view of the main elements shown in FIG. The light source includes a fluorescent tube box 1331 in which a fluorescent tube is disposed, and a diffused light scattering plate 1332 disposed on the entire surface. The diffusion plate 1332 is used to diffuse the light emitted from the fluorescent plate box 1331 to make the surface light source with uniform luminance.
[0007]
A rod-shaped fluorescent tube is used as a light generating means of a conventional view finder. When the diagonal length of the display screen of the liquid crystal display panel 1333 is as small as about 1 inch, a fluorescent tube having a diameter of 2 to 5 mm is used. When the diagonal length of the display screen of the liquid crystal display panel 1333 is 1 inch or more, a plurality of the fluorescent tubes are often used. Light is emitted forward and backward from the fluorescent tube. A diffusion plate is provided between the fluorescent tube and the TN liquid crystal display panel 1333. The diffusion plate 1332 diffuses the light from the fluorescent tube and turns it into a surface light source. A surface light source is formed by the diffusion plate 1332, and light from the surface light source enters the liquid crystal display panel 1332. The light divergence area of the surface light source is equal to or larger than the image display area (effective display area) of the liquid crystal display panel 1333. Note that there is also a light emitting element that forms a surface light source without using a fluorescent tube and a diffusion plate 1332. It is usually called a flat fluorescent lamp, and is manufactured and sold by Ushio Inc. (eg, UFU07F852, etc.).
[0008]
Polarizing plates 1334a and 1334b are arranged before and after the liquid crystal display panel 1333. A polarizing plate 1334a (polarizer) disposed between the diffusion plate 1332 and the TN liquid crystal display panel 1333 has a function of converting random light from a surface light source into linearly polarized light. A polarizing plate 1334b (analyzer) disposed between the TN liquid crystal display panel 1333 and the viewer of the display screen has a function of blocking the light according to the degree of modulation of the light incident on the TN liquid crystal display panel 1333. Usually, the polarizer 1334a and the analyzer 1334b are arranged so that the polarization directions are orthogonal (normally white display).
[0009]
As described above, light from the light emitting element is scattered by the diffusion plate 1334, and a surface light source is formed. Light from the surface light source is converted into linearly polarized light by the polarizer 1334a. The TN liquid crystal display panel 1333 modulates the linearly polarized light based on an applied video signal. The analyzer 1334b blocks or transmits light according to the degree of modulation. The image is displayed as described above. The displayed image can be enlarged and viewed by a magnifying lens 1335 disposed between the analyzer 1334b and the observer.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Video cameras are required to be compact and lightweight in terms of portability and operability. Therefore, a liquid crystal display panel is being introduced as a viewfinder display. However, at present, the power consumption of a viewfinder using a liquid crystal display panel is considerably large. For example, the power consumption of a viewfinder using a TN liquid crystal display panel having an effective display area of 0.7 inches is 0.4 W for the TN liquid crystal display panel and its driving circuit, and about 0.6 W for the light source. 0.0W. Video cameras have a limited battery capacity in order to ensure compactness and lightness. If the power consumption of the viewfinder is large, the continuous use time becomes short, which is a serious problem. In recent years, in particular, there has been a demand for miniaturization of video cameras, and accordingly, the battery capacity that can be loaded has been limited, and it has become increasingly indispensable to realize low power consumption of viewfinders.
[0011]
In addition, the light box 1331 including the fluorescent tube and the reflection plate needs to be a surface light source with less uneven brightness. Therefore, a diffusion plate 372 is arranged between the TN liquid crystal display panel 1333 and the fluorescent tube. When the diffusion plate 1334 having a low light diffusion degree is used, a light emission pattern 1341 of the fluorescent tube appears as shown in FIG. 57, which is seen through the display screen of the liquid crystal display panel 1333, and deteriorates the display quality. For this reason, a diffuser 1334 having a high degree of diffusion is used. Generally, when the degree of diffusion is increased, the light transmittance of the diffuser 1334 decreases. The only way to obtain the required brightness is to increase the amount of light output from the light source. This causes an increase in power consumption of the light source.
[0012]
Another problem is the size of the light emitting element. In order to obtain a surface light source, at least the light emitting area needs to be larger than the area of the effective display area of the liquid crystal display panel 1333. Therefore, it naturally becomes large. Another problem is that the input voltage of the fluorescent lamp is high. Usually, it is necessary to convert a DC voltage of about 5 V into an AC voltage of 100 to 200 V using an inverter and a booster coil. The total power efficiency of the inverter and booster coil is only about 80%, and power loss occurs here as well. Of course, the booster coil is large and requires a considerable volume. As an example, in a module size (product name UFU07F852) in which a flat fluorescent lamp for a 0.7-inch liquid crystal display panel manufactured by Ushio Inc. and a boosting coil are combined, the width is 22.7 mm, the height is 22.8 mm, and the depth is 11.3 mm. Yes, and it is heavy because it is made of glass. In addition, unnecessary radiation is large due to the use of a high AC voltage, which causes a beat failure in a display image of the liquid crystal display panel. Further, there is a problem that the fluorescent tube (the cold cathode type) does not turn on in a dark state and does not turn on when the temperature is low. Further, heat generation is large, and the liquid crystal display panel 1333 is likely to be adversely affected.
[0013]
It is an object of the present invention to provide a low power consumption liquid crystal display device and a viewfinder using the same.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A first invention provides a liquid crystal display panel,
Lighting means having a left-eye light-emitting element and a right-eye light-emitting element for illuminating the liquid crystal display panel,
Signal processing means for displaying an image for the left eye and an image for the right eye on the liquid crystal display panel,
Lighting control means for controlling on and off of the light emitting element for the left eye and the light emitting element for the right eye of the lighting means,
The signal processing means, on the liquid crystal display panel, sequentially displays the image for the left eye from one end of the screen, after displaying the image for the left eye, the image for the left eye from one end of the screen Delete or display a black image,
The signal processing means, on the liquid crystal display panel, sequentially display the image for the right eye from one end of the screen, after displaying the image for the right eye, the image for the right eye from one end of the screen Delete or display a black image,
The lighting control means turns on and off the light emitting element for the left eye in synchronization with the display of the image for the left eye,
The lighting control unit turns on and off the light emitting element for the right eye in synchronization with the display of the image for the right eye.,
The distance between the light-emitting element for the left eye and the light-emitting element for the right eye changes according to the distance between the liquid crystal display panel and the observer in the direction of incidence of the principal ray illuminating the liquid crystal display panel. Is adjustable asA liquid crystal display device characterized in that:
[0015]
A second invention is the liquid crystal display device according to the first invention, characterized in that the signal processing means causes the liquid crystal display device to hold signals having different polarities for each pixel row.
[0016]
A third aspect of the present invention is the liquid crystal display device according to the first aspect of the invention, wherein the illumination control means can change an incident direction of a principal ray for illuminating the liquid crystal display panel.
[0017]
A fourth aspect of the present invention is the liquid crystal according to any one of the first to third aspects, wherein the light emitting element for the left eye and the light emitting element for the right eye generate white light by the action of a phosphor. A display device.
[0018]
The fifth invention is a liquid crystal display device according to any one of the first to third inventions,
A viewfinder, comprising: a magnifying lens that magnifies a display image of the liquid crystal display device so as to be seen by an observer.
[0019]
Related to the present inventionThe invention provides a light emitting device,
Optical path separating means for separating light emitted by the light emitting element into a first optical path and a second optical path;
A liquid crystal display panel,
A light bending array in which a plurality of light bending means arranged on the light incident side of the liquid crystal display panel are provided,
In a liquid crystal display panel, a first pixel and a second pixel are arranged in a matrix.
One of the light bending means is arranged so as to correspond to the first pixel and the second pixel;
The light path separating means, the light of the first light path and the light of the second light path enter the light bending means at different angles,
The light is bent by the light bending means, and the light of the first optical path is configured to be incident on the first pixel, and the light of the second optical path is configured to be incident on the second pixel. A liquid crystal display device characterized in that:
[0020]
Related to the present inventionThe invention provides a first light emitting element,
A second light emitting element;
A liquid crystal display panel in which a first pixel and a second pixel are arranged in a matrix,
A lens disposed between the liquid crystal display panel and the light emitting element;
A splitter arranged on the light emission side of the liquid crystal display panel,
The splitter has a first passage area and a second passage area,
The first passage area substantially passes light emitted from the first light emitting element and passing through the first pixel in a first direction, and emitted from the second light emitting element to the first light emitting element. Light passing through the pixel is substantially blocked in a first direction,
The second passage area substantially passes light emitted from the second light emitting element and passing through the second pixel in a second direction, and emitted from the first light emitting element to the second light emitting element. A liquid crystal display device characterized in that light passing through a pixel is substantially blocked in a second direction.
[0021]
Related to the present inventionThe invention provides a light emitting device,
A liquid crystal display panel in which pixels are arranged in a matrix,
A first light bending array in which a plurality of first light bending means disposed on the light incident side of the liquid crystal display panel;
A second light bending array in which a plurality of second light bending means disposed on the light emission side of the liquid crystal display panel are provided,
The liquid crystal display device is characterized in that the first light bending means and the second light bending means correspond substantially one to one.
[0022]
Related to the present inventionThe invention provides a light emitting device,
A liquid crystal display panel in which a first pixel and a second pixel are arranged in a matrix,
Prism means arranged between the light emitting element and the liquid crystal display panel, wherein first and second slopes are alternately formed;
The light emitted from the first slope is arranged so as to be substantially incident on the first pixel, and the light emitted from the second slope is arranged so as to be substantially incident on the second pixel. A liquid crystal display device characterized by the following.
[0023]
Related to the present inventionThe invention provides a light emitting device,
A liquid crystal display panel in which pixels are arranged in a matrix,
A light bending array in which a plurality of light bending means are arranged between the light emitting element and the liquid crystal display panel,
Comprising first and second light emitting portions disposed between the light emitting element and the light bending means,
The liquid crystal display device, wherein the first and second light emitting portions correspond to the one light bending means.
[0025]
BookA driving method of a light emitting element according to a technique related to the present invention is a driving method of a lamp in which a filament that emits thermoelectrons and an anode are coated with a phosphor film on an inner surface of a case.
[0026]
The driving method according to the technology related to the present invention is to light a lamp by applying a voltage equal to or higher than a discharge starting voltage to a anode through a variable resistor, to reduce the voltage after lighting, and to reduce the resistance value of the variable resistor. Things. The current flowing to the anode is kept constant by reducing the voltage and the resistance value. Alternatively, a first voltage equal to or higher than a discharge starting voltage is applied via a first resistor, and after lighting, a switch lowers a second voltage lower than the first voltage to the second resistor to an anode. If the resistance value of the second resistor is smaller than the resistance value of the first resistor, the current value flowing to the anode by the first voltage after lighting and the current value flowing to the anode when switching to the second voltage are performed. Can be made substantially the same.
[0027]
In the driving method according to the technology related to the present invention, the lamp is lit by superimposing a pulse-like signal on the anode in a state where a third voltage lower than the discharge start voltage is applied to the anode, and setting the anode to the discharge start voltage or higher. It is to let.
[0028]
A driving method according to a technique related to the present invention is a method of supplying a current to a filament, applying a voltage to an anode to turn on a lamp, and then interrupting the supply of a current to the filament. By making the current flowing through the anode larger than a predetermined value, the filament is heated. The heating emits thermoelectrons from the filament, and the lighting of the lamp is maintained even when the current to the filament is stopped.
[0029]
A viewfinder of a technique related to the present invention uses a lamp having a filament and an anode as light generating means. And a liquid crystal display panel for modulating light emitted from the light condensing means. The anode of the lamp is planar, and the direction in which the filament and the anode are arranged is orthogonal as shown in FIG. 2 (b). A direct current is passed through the anode of the lamp. Preferably, a reflection film or the like is formed on the inner surface or outer surface of the lamp case and at a location where the light collecting means does not collect light. The reflection film or the like has a function of reflecting light emitted from the inside of the lamp case to the outside again into the lamp case.
[0030]
When the filament and the anode are perpendicular to each other, the light output intensity is maximized in a direction at an angle of 45 degrees. Therefore, an angle of 45 degrees is directed toward the liquid crystal display panel.
[0031]
On the other hand, since the lamp used in the viewfinder of the technology related to the present invention is DC-lit and the voltage applied to the anode is as low as 20 (V) or less, it is easily affected by static electricity. May disappear. Therefore, a transparent conductor film such as ITO is applied to the outer surface of the lamp, and a conductive wire or the like is sprinkled.
[0032]
Further, since mercury molecules in the lamp are converted into vapor to emit mercury molecules, it is necessary to increase the temperature of the mercury vapor in the case in order to obtain light emission luminance of a certain level or more. Conversely, when the outside air temperature decreases, the rise time of the light emission luminance of the lamp increases. As a countermeasure, the temperature of the lamp at the start of lighting is detected by a temperature sensor such as a thermistor, and the current value flowing through the anode during lighting is increased. Alternatively, the emission luminance of the lamp is measured after lighting, and feedback is applied to the amount of anode current.
[0033]
The view finder according to the technology related to the present invention includes an illumination optical system including a lamp and a parabolic mirror for illuminating the liquid crystal display panel. More preferably, a spherical mirror is arranged on the entire surface of the parabolic mirror. A parabolic mirror lamp is provided, and the parabolic mirror illuminates the liquid crystal display panel by condensing light emitted from the lamp and converting the light into parallel light. A light diffusion film is arranged between the lamp and the liquid crystal display panel. The reflecting surface of the parabolic mirror is embossed or composed of a plurality of micromirrors. A ring made of a resin (or glass or the like) that suppresses heat transfer is disposed at a place where the lamp and the parabolic mirror are close to each other, or a small gap is formed so as not to make contact. The lamp is covered with a rubber cap to which a diffusing agent such as Ti is attached.
[0034]
A viewfinder according to a technology related to the present invention includes a lamp, an illumination lens that collects light emitted from the lamp to convert the light into parallel light, and illuminates the liquid crystal display panel, and is disposed on a light exit surface of the liquid crystal display panel. Having an auxiliary lens. Preferably, a reflector is disposed on the rear surface of the lamp so that more light is illuminated on the liquid crystal display panel side. The liquid crystal display panel is sandwiched between an illumination lens and an auxiliary lens, and is perpendicular to the display surface of the principal ray liquid crystal display panel passing through the liquid crystal display panel. Preferably, the reflector is integrally formed on the rear surface of the resin, and the lamp is inserted after a hole is formed in the resin. At this time, the hole is made slightly larger than the diameter of the lamp so that when the lamp is inserted and fixed, a small space is kept between the resin hole and the lamp. An illumination lens or an auxiliary lens is attached to the liquid crystal display panel.
[0035]
A viewfinder of a technique related to the present invention is one in which an illumination optical system of a liquid crystal display panel is configured by a lamp and a Fresnel lens. Further, a diffusion sheet or the like is arranged between the Fresnel lens and the liquid crystal display panel. Preferably, the diffusion degree of the diffusion sheet is a ratio at which a groove of the Fresnel lens is visible when a viewer observes a display image on the liquid crystal display panel. The MTF (Modulation Transmission Function) is set to 20% or less. In addition, a polarizer is attached to a plane portion of the Fresnel lens, and the Fresnel lens can be rotated around the lens.
[0036]
A viewfinder according to a technique related to the present invention is configured so that at least one of a distance between a lamp and a condenser lens and a distance between a condenser lens and a liquid crystal display panel can be extended or contracted. When the viewfinder is not in use, it is contracted to shorten the overall length of the viewfinder, and when it is in use, it is extended, so that the light emission position of the lamp is exactly located at the focal position of the condenser lens.
[0037]
The viewfinder of the technology related to the present invention includes a condenser lens for introducing external light (sunlight or the like) into the viewfinder. Preferably, the condensing lens is formed of a Fresnel lens, and a light amount adjusting polarizing plate for adjusting the intensity of external light entering the viewfinder is preferably disposed. Normally, the polarization axis of the polarizing plate and the polarization axis of the polarizer of the TN liquid crystal display panel are made substantially coincident with each other, and when the external light is strong, the adjustment is performed by rotating the light amount adjusting polarizing plate.
[0038]
In the viewfinder of the technology related to the present invention, the magnifying lens is made of a flexible transparent resin. By pressing the peripheral portion of the lens made of transparent resin, the central portion becomes thicker and the focal length becomes shorter. When the pressure is removed, the central portion becomes thinner, the positive power becomes smaller, and the focal length becomes longer.
[0039]
The viewfinder of the technology related to the present invention is configured so that the optical axis at the center of the condenser lens and the central axis of the lamp can be changed. Preferably, the condenser lens is composed of a Fresnel lens, and a diffusion sheet is arranged on the light exit surface of the Fresnel lens. The viewfinder of the technology related to the present invention mainly uses two or more of the above-described viewfinders and converts an optical image formed by two or more display panels into a dichroic prism, a dichroic mirror, a half mirror, and a polarizing beam splitter (PBS). ) Etc. are combined into one optical path.
[0040]
A viewfinder according to a technology related to the present invention includes a lamp, a condensing unit that converts light emitted from the lamp into parallel light, a liquid crystal display panel, light reaching the left eye of the observer, and light reaching the right eye. And an image splitter for separating light from the light. Preferably, one lamp is arranged for each of the right eye and the left eye.
[0041]
The video camera of the technology related to the present invention mainly includes a viewfinder of the technology related to the present invention, and the viewfinder is attached to a predetermined position on the video camera, and the use position can be moved. I have. The camera further includes a push switch disposed on the main body of the video camera or the main body of the viewfinder and connected to a terminal of a filament of a lamp. Since the viewfinder is used, when the viewfinder is moved, the push switch is turned on, and current flows through the filament to preheat the lamp.
[0042]
It should be noted that a twisted nematic (TM) liquid crystal display panel, a polymer dispersed liquid crystal display panel, or the like is used as a light modulating means of a viewfinder or a display device according to the technology related to the present invention. In the case of using a polymer-dispersed liquid crystal, the thickness of the liquid crystal layer of the pixel that modulates red light is made larger than the thickness of the liquid crystal layer that modulates blue light. Alternatively, in addition, the average particle size of the liquid crystal droplets of the water-droplet liquid crystal or the average pore size of the polymer network is made larger for the pixel that modulates red light.
[0043]
The light emitting element of the technology related to the present invention is a constant current element. That is, when the lamp is turned on, the voltage between the anode electrode and the ground potential becomes a constant value regardless of the current flowing to the anode. The voltage at which this constant value is obtained is referred to as a sustaining voltage in the sense of a voltage for sustaining the discharge. However, even if the value is slightly lower than this value, the light is not suddenly turned off.
[0044]
On the other hand, in order to start discharge, a voltage higher than the discharge sustaining voltage is required. Usually about 5 (V) higher than the sustaining voltage. The voltage at which this discharge (light emission) is started is called a discharge start voltage. A current limiting resistor is interposed between the anode electrode and an anode terminal to which a voltage is applied. When the discharge start voltage is applied to the anode terminal, the discharge start voltage is applied to the anode electrode, and the discharge starts. Then, the potential of the anode electrode becomes the discharge sustaining voltage.
[0045]
That is, if the lamp is turned on, the discharge sustaining voltage may be applied to the anode electrode. The higher the voltage applied to the anode terminal, the greater the power lost by the current limiting resistor. This is the same even if the current limiting resistor is a constant current circuit.
[0046]
In a method of driving a lamp according to a technique related to the present invention, a voltage equal to or higher than a discharge starting voltage is applied to an anode via a resistance element, the lamp is turned on, and a steady current flows through the anode. Then, the voltage applied to the anode terminal is reduced while the resistance value of the resistance element is reduced while maintaining the value of the steady-state current. By controlling as follows, the resistance value of the resistance element ultimately becomes 0, and the voltage applied to the anode terminal can be the discharge sustaining voltage. Therefore, low power consumption can be achieved.
[0047]
The lamp of the technology related to the present invention is a constant current element, and starts lighting when a discharge start voltage is applied to the anode for about 10 μsec. In the driving method according to the technology related to the present invention, a discharge sustaining voltage is applied to an anode terminal in advance, and a voltage equal to or higher than a pulsed discharge starting voltage is applied to the anode terminal for about 10 μsec. The lamp is lit by the pulsed voltage, and when lit, the voltage at the anode terminal becomes the discharge sustaining voltage. Therefore, generation of the lamp can be maintained with low power.
[0048]
A driving method according to a technique related to the present invention is to cut off a current of a filament after lighting a lamp. In a hot cathode type lamp, a filament is heated, and the heating emits thermoelectrons from the filament. The thermoelectrons are heated by the potential of the anode and collide with mercury molecules to generate ultraviolet rays. Ultraviolet light is applied to the phosphor, the ultraviolet light is converted into visible light, and white light is emitted from the lamp. In other words, the filament needs to be heated in order to generate a lamp. However, when the current flowing into the anode is increased to a predetermined value or more, a part of the current acts on the filament, and the filament is heated. Alternatively, electrons are extracted from the filament by the potential of the anode electrode. Therefore, light emission continues even when the current of the filament is cut off.
[0049]
A DC positive voltage is applied to the anode electrode of the lamp, and a DC voltage (a ground potential at one terminal and a positive voltage at the other terminal) is applied to the filament. Thermoelectrons from the filament are attracted to the anode electrode. Therefore, as the potential difference between the filament and the anode electrode increases, thermionic electrons are accelerated, the collision with mercury molecules increases, and the amount of ultraviolet radiation increases.
[0050]
The viewfinder of the technique related to the present invention makes the filament and the anode electrode orthogonal to each other. Then, assuming that a positive (+) potential is applied to the anode electrode and that the ground potential is applied to the filament, the light emission luminance becomes highest in a direction exactly 45 degrees with respect to the filament forming direction. Therefore, the direction of 45 degrees at which the luminance is highest is directed to the direction of the liquid crystal display panel.
[0051]
The viewfinder of the technique related to the present invention illuminates the liquid crystal display panel by condensing the light of a small lamp by the condensing means. Since the light emitting area of the lamp can be reduced, low power consumption can be realized. The parabolic curve has a geometric property that the light emitted from the focal point is made parallel. In the viewfinder of the technology related to the present invention, the light emitting area of the lamp is arranged at the focal point of the parabolic mirror, and the light emitted from the lamp is made parallel by the parabolic mirror to illuminate the liquid crystal display panel. An observer looks at the display image on the liquid crystal display panel from the eye cap. When the lamp is close to the liquid crystal display panel, the lamp image may be seen. Therefore, a light diffusion (scattering) sheet is disposed between the liquid crystal display panel and the lamp as a countermeasure.
[0052]
The TN liquid crystal display panel can realize good contrast when vertical parallel light is incident. In the viewfinder, the diameter of the eyepiece that the observer looks into is small. This is for reducing the size of the viewfinder. Since the eyepiece is small, the principal ray emitted from the liquid crystal display panel needs to be narrowed (squeezed) toward the eyepiece. Therefore, only light that passes through the liquid crystal display panel is used as the light emitted from the lamp (or the surface light source), and the display contrast of the liquid crystal display panel is reduced.
[0053]
In the viewfinder of the technology related to the present invention, an auxiliary lens is arranged in front of the liquid crystal display panel, the light radiated from the lamp is collimated by the illumination lens, the parallel light passes through the liquid crystal display panel, and the auxiliary lens The chief ray is narrowed toward the eyepiece with. That is, the light incident on the liquid crystal display panel is telecentric. Therefore, light parallel to the normal to the display surface of the liquid crystal display panel can be made incident, and good display contrast can be obtained. If the auxiliary lens or the like is attached to the liquid crystal display panel, dust does not adhere to the display surface of the liquid crystal display panel.
[0054]
Overall length of just viewfinder for the illumination lens has a constant thickness using a convex lens made of plastic or glass is long. In the viewfinder of the technology related to the present invention, the illumination lens is constituted by a Fresnel lens. Since the Fresnel lens is a plate of 1-2 mm, the overall length can be shortened. However, when an observer views the display image on the liquid crystal display panel, the groove of the Fresnel lens may be seen. As a countermeasure, a light diffusion sheet is disposed between the Fresnel lens and the liquid crystal display panel.
[0055]
Further, the viewfinder of the technology related to the present invention is configured so that any one of between the illumination lens and the lamp, between the illumination lens and the liquid crystal display panel, or the like can be contracted or extended. Shrink the viewfinder when not in use. Therefore, the size can be reduced. When using the viewfinder, extend it so that the lamp comes to the focus of the illumination lens. Also, the observer is focused on the display surface of the liquid crystal display panel.
[0056]
When the video camera is used outdoors, external light such as sunlight is drawn into the viewfinder, and if it is possible to illuminate the liquid crystal display panel with this external line, there is no need to turn on the lamp. That is, power consumption can be reduced by turning off the lamp. Since sunlight has good parallelism, it can be well collected by a convex lens. This principle can be easily understood from the fact that sunlight can be condensed with a magnifying glass to burn black paper focused. The converged light can be restored to parallel light by using a convex lens. The viewfinder of the technology related to the present invention captures sunlight into a viewfinder with a condenser lens, and converts the captured light into parallel light with an illumination lens. The sunlight becomes parallel light with good narrow directivity (sharp directivity, although the degree is controversial) by the illumination lens.
[0057]
The viewfinder of the technology related to the present invention is one in which a magnifying lens is formed of a flexible resin. When the peripheral portion of the resin lens, which is a resin lens, is held down, the central portion swells and the focal length of the lens becomes short. Conversely, when the pressure at the peripheral portion is reduced, the lens returns to its original shape and the focal length of the lens becomes longer. In the conventional viewfinder, the observer adjusts the focal length of the liquid crystal display panel by adjusting the position of the eyepiece according to the eyesight of his or her own eye. The magnifying (eyepiece) lens is attached to the holder, and is configured to adjust the position of the holder. Therefore, a moving space for adjusting the position of the holder is required, and the total length of the viewfinder is reduced. In the viewfinder of the technology related to the present invention, the magnifying lens is made of resin, and therefore does not need to be moved back and forth. For this reason, since no holder is required, no moving space for position adjustment is required, and the total length of the viewfinder can be shortened.
[0058]
The viewfinder of the technology related to the present invention is configured so that the center optical axis of the condenser (illumination) lens and the center axis of the lamp can be changed. By changing the optical axis at the center of the condenser lens and the central axis of the lamp, the angle of the chief ray incident on the liquid crystal display panel can be changed.
[0059]
A viewfinder according to a technique related to the present invention combines images displayed on two or more liquid crystal display panels with a dichroic mirror or the like. The number of pixels of the cover image seen by the observer by combining the display images is the total number of pixels of the liquid crystal display panel × the number of panels used. Therefore, high-definition image display can be realized.
[0060]
A viewfinder according to a technique related to the present invention obliquely makes light emitted from two light sources (lamp) enter a liquid crystal display panel. The light from the first light source is configured to mainly enter the right eye of the observer, and the light from the second light source is configured to mainly enter the left eye of the observer. An image splitter for distributing light from the two light sources to the left and right eyes is disposed between the liquid crystal display panel and the viewer. The liquid crystal display panel displays an image for the left eye and an image for the right eye, the image on which the image for the left eye is displayed, the light from the first lamp, and the pixel on which the image for the right eye is displayed. Light from the second lamp. With the above configuration, the observer can see a stereoscopic image.
[0061]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0062]
FIG. 1 is a sectional view of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention. However, it is schematically illustrated for ease of explanation. Some parts are partially enlarged or reduced, and some parts are omitted. The above also applies to other drawings.
[0063]
At one end of the viewfinder, a light source including a lamp 11, a parabolic mirror 12, a base substrate 14 for mounting the parabolic mirror 12, and the like is arranged. A diffusion (scattering) sheet 15 or a diffusion plate is disposed between the lamp 11 and the liquid crystal display panel 1333. Although either a diffusion plate or a diffusion sheet may be used, here, the description will be made as the diffusion sheet 15. The diffusion sheet 15 has a function of preventing an image of the lamp 11 from being seen when an observer (not shown) looks at a display image on the liquid crystal display panel 1333 via the magnifying (eyepiece) lens 1336. The light scattering characteristics of the diffusion sheet 15 may be low. This is simply to make the image of the lamp 11 difficult to see. Conversely, if the degree of scattering is high, the directivity of the light emitted from the lamp 11 is too wide, and the efficiency of using light from the lamp 11 is reduced. As an example of the diffusion sheet 15, there is a product number light-up series 100MX, 100SX, 100SH or 100S of Kimoto Corporation. Further, a diffusion plate of Tsutsuchu Plastic Co., Ltd. can also be used. It should be noted that the separated surface (embossed surface) 43 faces the liquid crystal display panel 1333 side as shown in FIG. An antireflection film is formed on the opposite surface. Otherwise, the light transmittance of the diffusion sheet 15 will be very poor. This configuration is important. In addition, a diffraction grating, a micro lens array, a cell hook lens array, or the like can be used as the diffusion plate. That is, the diffusion plate or the diffusion sheet 15 may be an optical low-pass filter.
[0064]
In FIG. 2, the parabolic mirror 12 is attached to the lamp 11 via a buffer member 26 (a specific shape is exemplified by a donut shape). Examples of the material of the buffer member 26 include Teflon, polypropylene resin, silicon rubber, polyester resin, acryl, polycarbonate, and the like. The heat from the lamp 11 is prevented from being transmitted to the parabolic mirror 15 and the lamp 11 is prevented from being transmitted. It has a function to buffer the impact on On the inner surface of the parabolic mirror 12, a reflection film made of aluminum (Al) is formed on the reflection surface 22. The light emitting area of the lamp 11 is located at the focal point of the parabolic mirror 12. Therefore, the light radiated from the lamp 11 is converted into parallel light (narrow directional light) by the parabolic mirror 12, passes through the diffusion sheet 15, and illuminates the liquid crystal display panel 1333. Although the reflecting surface 22 is formed or arranged on the inner surface of the parabolic mirror 12, if the parabolic mirror 12 is formed of a transparent material, a reflecting surface may be formed on the outer surface. For example, there is a case where a parabolic mirror is formed of an acrylic resin, and a metal thin film made of aluminum is formed on an inner surface or an outer surface thereof. When the parabolic mirror 12 is formed of a metal material, it is not necessary to newly form the reflection surface 22. This is because the parabolic mirror 12 itself made of a metal material can also serve as the reflection surface 22. Further, the parabolic mirror 12 may be formed by adding a titanium (Ti) powder to a polycarbonate resin. Titanium has the function of diffusing light. That is, a cloudy resin is used. In this case, it is not necessary to form the reflection surface 22. Although the directivity of the light radiated from the lamp 11 is poor, it cannot be practically used. FIG. 142 shows a characteristic example of the parabolic mirror 12. The effective diameter of the parabolic mirror 12 is larger than the diagonal length of the display area of the liquid crystal display panel 1333. This is for satisfactorily illuminating the liquid crystal display panel.
[0065]
Further, the inner surface of the parabolic mirror 12 may have a shape formed by combining a plurality of minute mirrors as shown in FIG. 3A, or an embossed shape as shown in FIG. 3B. With the configuration as shown in FIG. 3, uneven light emission due to the luminance distribution of the lamp 11 becomes less visible, and the liquid crystal display panel 1333 can be uniformly illuminated. This is particularly effective when the lamp 11 is a hot cathode type. This is because the lamp 11 has a large luminance distribution on the light emitting surface.
[0066]
As shown in FIG. 2, the parabolic mirror 12 is directly attached to and fixed to the socket 27 of the lamp 11 by a projection 30a. The socket 27 is fixed to the base substrate 14 with a protrusion 30b.
[0067]
The tip of the lamp 11 and the diffusion sheet 15 are separated by a certain distance. This is to prevent the heat of the lamp 11 from being conducted to the diffusion sheet 15 and deteriorating the diffusion sheet 15. Specifically, it is separated from 0.5 mm to about 2 mm. However, when the diffusion sheet 15 is plate-shaped and has good heat resistance, a depression may be formed in the center of the diffusion plate 15a as shown in FIG. With such a configuration, the lamp 11 can be axially aligned and fixed by the recess of the socket 27 and the diffusion plate 15a, so that the lamp 11 does not displace due to an impact or the like.
[0068]
Since the light emitted from the light emission area of the lamp 11 cannot be used to illuminate the liquid crystal display panel 1333 with the parabolic mirror 12, the light reflecting tube 32 is put on the lamp 11 as shown in FIG. The light reflecting tube 32 reflects the light emitted from the lamp 11 on its inner surface, returns it to the inner surface of the lamp 11 again, and is emitted from the effective light emitting area. Further, forming or disposing a reflective film on the bottom surface of the lamp 11 is directly connected to effective use of light. Thereby, the luminance rising characteristic and the starting characteristic of the lamp 11 are also improved.
[0069]
The lamp 11 has three terminals 16. One is an anode terminal 16c for applying a voltage to the anode electrode 25, and the other two are filament terminals 16a and 16b for supplying a current to the filament 24. Each terminal 16 passes through the inside of the socket 27 and is connected to the terminal 28. The terminal 28 is connected to the wiring of the base substrate 14 by solder 29. The components 17 (17a, 17b) of the drive circuit of the lamp 11 are mounted on the base substrate 14.
[0070]
Next, the lamp 11 will be described. The lamp case 21 of the lamp 11 is made of glass and is usually formed by processing a glass tube having a thickness of 0.21 to 0.5 mm. A filament 24 for emitting thermoelectrons and an anode electrode 25 for applying an electric field to the emitted thermoelectrons are arranged therein.
[0071]
The filament 24 includes barium, strontium, and calcium carbonate (BaCO 3).3, SrCO3, CaCO3) And heated in vacuum to oxidize and form an activated oxide. The inner surface of the lamp case 21 is coated with a phosphor made of rare earth. In particular, a three-wavelength type phosphor is desirable. This is because the light transmittance matches the light transmittance of the color filter of the liquid crystal display panel, and the light use efficiency is improved. The color temperature of the emitted light is preferably from 6000K to 9000K. If the color temperature is 6000K or higher, the quality of the image becomes satisfactory. The higher the color temperature, the better the display quality, but the lower the display brightness of the lamp.
[0072]
The diameter of the lamp 11 is preferably 5 mm or less. This is because the volume of the lamp 11 is reduced, the luminance rising characteristics are accelerated, and the emission luminance is also increased. However, when the thickness is less than 2 mm, it becomes difficult to arrange the anode electrode 25 inside the lamp 11 and the discharge starting voltage increases.
[0073]
The anode electrode 25 has a ring shape and applies an electric field to thermoelectrons. Further, at the time of manufacture, mercury is penetrated or applied to the ring, and after the anode electrode 25 is disposed on the lamp case 21, it is also used to generate mercury vapor in the lamp case 21 by irradiating microwaves.
[0074]
Inside the lamp case 21, argon gas, krypton gas, neon gas and the like are sealed together with mercury vapor. Xenon gas can also be used. Xenon gas is preferred because it has low temperature dependence. However, the startability is deteriorated by using only xenon gas. Therefore, it is preferable to mix a small amount of neon gas with xenon gas. The luminous efficiency is high when the argon gas is 98% or more. However, the change in luminance with temperature is slightly large.
[0075]
The anode electrode 25 has a planar shape as shown in FIGS. Examples of the shape of the anode electrode 25 include a donut shape in (c), a plate shape in (d), and a shape in which a hole (a bulge or a concave portion) is formed in the center of (e). You. The planar shape of the anode electrode 25 means that it is not a cube, and this is applicable if the anode electrode 25 is planar as shown in FIGS.
[0076]
A direct current (DC) voltage in the range of 2.0 (V) to 6.0 (V) is applied to the two terminals (16a, 16b) of the filament 24. The voltage applied to the filament 24 is preferably in the range of 2.5 to 4.5 (V). Within this range, the generated luminance of the lamp 11 is high even if the input power is the same. This is because the surface area of the filament 24 increases. The filament 24 is heated by the applied voltage, and thermoelectrons are emitted from the oxide on the surface of the filament 24. A direct current (DC) voltage of 9 (V) or more is applied to the terminal 16c of the anode electrode 25. Although the voltage applied to the anode electrode 25 is DC, the voltage applied to the filament 24 may be AC.
[0077]
Electrons emitted from the filament 24 are accelerated by a voltage applied to the anode electrode 25, and thermal electrons collide with mercury molecules. Ultraviolet rays are generated by the collision, and the ultraviolet rays are radiated to the phosphor 23 to generate visible light.
[0078]
Anode voltage V during discharge (light emission)a(Hereinafter, referred to as a discharge sustaining voltage) is 9.5 (V) to 11.5 (V). However, in order to start discharge (light emission), a voltage of 15.0 (V) or more (hereinafter, referred to as a discharge start voltage) is required. The discharge starting voltage increases as the diameter of the lamp 11 decreases.
[0079]
Ultraviolet rays are generated in the lamp case 21 by collision of thermionic molecules with thermionic electrons. The ultraviolet light generated is 254 nm. However, ultraviolet light having a wavelength of 185 nm is also generated in part. It is not preferable to use the 185 nm ultraviolet ray because it has a large energy and if a barium / magnesium-based phosphor is used, particularly the blue phosphor is greatly damaged and the color temperature changes. Note that one end of the lamp 11 is sealed with a bead-shaped sealing member 20.
[0080]
Note that a reflective film (reflective surface 22) made of aluminum (Al) may be formed inside the lamp case 21. The reflection film reflects the ultraviolet light in the case 21, and the reflected ultraviolet light is applied to the phosphor 23 on the front surface. Therefore, the light emission luminance in the effective light emission region is increased. By forming a film that reflects ultraviolet light on the inner surface as described above, light use efficiency can be improved.
[0081]
FIG. 2B is a sectional view of the lamp 11. The anode electrode 25 and the filament 24 are arranged substantially orthogonally. That is, the plane portion of the anode electrode 25 is orthogonal to the longitudinal direction of the filament 24.
[0082]
In FIG. 2, reference numeral 12 denotes a parabolic mirror, but is not limited to this. For example, as shown in FIG. 5A, a combination of a parabolic mirror and a spherical sphere may be used. In FIG. 5, light 51a emitted from the lamp 11 is reflected by the reflection surface 22 (region b in the figure) of the parabolic mirror 11 to be substantially parallel light, and illuminates the liquid crystal display panel 1333. If there is no spherical mirror (region a in the figure), the light ray 51c emitted from the lamp 11 will not be used again. However, if the generation area of the generation lamp 11 is positioned at the focal point of the spherical mirror, the light ray 51c is reflected by the area a of the reflection surface 22, becomes reflected light 51b, is again illuminated and scattered by the phosphor 23 of the lamp 11, and the light Are illuminated on the liquid crystal display panel 1333 as 51d. From the above, the light emission luminance of the lamp 11 can be improved by the spherical mirror, and the light use efficiency can be improved.
[0083]
In addition, it is preferable that the forming part of the spherical mirror is arranged at a position shown by oblique lines as shown in FIG. That is, the effective display area (image display section) of the liquid crystal display panel 1333 is irradiated with parallel light by the parabolic mirror 12, and the light radiated from the lamp 11 to the other area (shaded area) is transmitted to the lamp 11 by the spherical mirror. It is back.
[0084]
Note that the parabolic mirror, the spherical mirror, and the like do not necessarily mean a complete paraboloid or a spherical surface, but may have an aspherical shape. By experiment, the concave mirror is designed to be able to collect light better.
[0085]
The liquid crystal display panel 1333 is irradiated with substantially parallel light, but the substantially parallel light is light necessary for an observer to see a display image on the liquid crystal display panel 1333 well, and is strictly parallel light. Not something. For example, in the periphery of the display area of the liquid crystal display panel 1333, if the principal ray is not perpendicular, it is optically large, and in order to ensure sufficient directivity, the state of parallel light is considerably poor and the light spreads. The solid angle may be large. All of these are generally referred to as substantially parallel light for convenience.
[0086]
FIG. 6 shows the parabolic mirror 12 in which the light exit surface is raised and a reflection mirror 22a is arranged. The light 51 a emitted from the lamp 11 is reflected by the mirror 22 a and reflected by the mirror 22 b of the parabolic mirror 12 to illuminate the liquid crystal display panel 1333. Of course, the light 51b emitted from the tip of the lamp 11 directly illuminates the liquid crystal display panel 1333, and the light 51c is reflected once by the reflection surface 22b of the parabolic mirror 12 to illuminate the liquid crystal display panel 1333.
[0087]
At this time, in FIG. 7A, when the lamp 11 side is viewed from the diffusion sheet 15, a low luminance portion 71 may be generated on the outer peripheral portion of the lamp 11. This is because the buffer member 26 does not reflect light, so that a small amount of light enters the low-luminance section 71. In order to solve this, there is a method of covering with a rubber cap 72 as shown in FIG. A diffusing agent such as Ti is added to the rubber cap 72 to form a scatterer. The entire rubber cap 72 is illuminated by the rubber cap 72, and the low luminance portion shown in FIG.
[0088]
In addition to the rubber cap 72, silicon resin, polycarbonate, acrylic resin, epoxy resin, frosted glass, and the like can also be used. Preferably, a slight space is provided between the rubber cap 72 and the lamp 11. This configuration is shown in FIG. The space is held by the projection 73. The space has the effect of keeping the lamp 11 warm. This is because air has poor thermal conductivity. Due to the effect of the heat retention, the light emission brightness of the lamp 11 at a low temperature becomes good.
[0089]
There is also a method in which the lamp 11 is formed into a spherical shape without covering the rubber cap 72 as shown in FIG. Since the portion on which the phosphor 23 is applied becomes the light emitting surface, the low luminance portion 71 does not occur even if the buffer 26 is present.
[0090]
The larger the energy contained in the lamp 11 inside the lamp case 21, the higher the light emission luminance. Theoretically (ideally), the emission brightness is inversely proportional to the square of the inner diameter of the lamp. Therefore, in order to increase the light emission luminance, it is preferable that the tip of the lamp is thinner than the root as shown in FIG. In addition, it is preferable to form the reflection films 91a and 91b in a portion that cannot be used.
[0091]
It is effective to form or dispose a light-reflective metal thin film on the bottom surface of the lamp 11 and preferably on the side surface of the lamp 11 as shown in FIG. Examples of the metal thin film include an aluminum foil, a copper sheet, and a deposited aluminum film. The metal thin film (a thin film having conductivity and light reflectivity, for example, a carbon thin film may be applied) may be grounded to a fixed potential such as a ground terminal of the filament 24. With this configuration, the startability of the lamp 11 is improved. This is presumably because light generated by the lamp 11 is reflected by the conductive thin film, thereby increasing the energy density.
[0092]
As another method for improving the brightness, there is a configuration shown in FIG. FIG. 10A shows a lamp 11 covered with a light-collecting cap 101 having a concave emission surface, and FIG. 10B shows a prism-shaped (light-collecting prism 102) attached with an adhesive 103. is there. With this configuration, the amount of light that can be irradiated to the front can be increased. Of course, as shown in FIG. 10 (c), a configuration in which the lamp 11 is covered with a reflecting tube 105 made of metal or the like and the tip (front) portion is covered with a diffusion plate 106 is also favorable. By filling the transparent resin 104 between the reflecting tube 105 and the lamp 11, the entire area of the diffusion plate 106 has uniform brightness. It is also effective to cover the lamp 11 with a metal case (reflection cap 107) as shown in FIG.
[0093]
The lamp 11 is lit with a DC voltage and emits light. Further, the voltage applied to the anode electrode 25 is relatively low, that is, 20 (V) or less. Therefore, even when a voltage is applied to the lamp 11 charged with static electricity, the lamp 11 may not be turned on. In particular, if the lamp is turned on immediately after touching the surface of the lamp 11, the lamp may not light for a while. This is because human static electricity may be charged on the interface of the phosphor film 23 or the like. However, there is no practical problem since the lamp 11 is not directly touched with the hand in the viewfinder.
[0094]
As a countermeasure for preventing static electricity, there is a method of applying a transparent conductor film such as ITO to the outer surface of the lamp case 21 as shown in FIG. The ITO film 111 is grounded. Instead of the ITO film, there is also a method of slightly applying a conductive paste. There is also a method of applying carbon. In addition, there is a method of forming the antistatic film 112 as shown in FIG. Also, as shown in FIG. 12, a method of winding a conductive wire (enamel wire, carbon wire, etc.) around the outer periphery of the lamp 11 is effective. It is also effective to arrange a wire net or the like on the outer periphery of the lamp 11 as shown in FIG. By taking the above countermeasures, the lamp 11 can be reliably turned on without being charged.
[0095]
By using a nichrome wire as the conductor, the lamp 11 can be heated and the starting characteristics can be improved. For example, as shown in FIG. 43, when the switch 423 is turned on, a current is applied to the conductor. Immediately after the lamp 11 is heated by the application of the current and the voltage is applied to the anode electrode 25, steady light emission can be started well. This is particularly effective when the ambient temperature is low. Also effective as a measure against static electricity.
[0096]
As shown in FIG. 14, a method of grounding the anode electrode 25 via a high resistance (about 1 MΩ) is also effective as a countermeasure. The potential of the anode electrode 25 is stabilized, and charge is extremely reduced.
[0097]
Further, as shown in FIG. 15, when the parabolic mirror 12 is made of a conductor such as a metal which also serves as the reflecting surface 22, a good result can be obtained by grounding the parabolic mirror 12. Of course, a large amount of electric charge is generated, and when the lamp 11 is charged, it does not turn on. This is presumed to be because the electric field potential around the lamp 11 is stabilized.
[0098]
FIG. 44 shows a method in which the lamp 11 is used horizontally. The present invention is not limited to this, and the lamp 11 may be used vertically as shown in FIG. FIG. 44A shows a lamp case 401 covered with a transparent case having a concave emission surface, and FIG. 45B shows a prism-shaped one attached with an adhesive 301. With this configuration, the amount of light that can be irradiated to the front can be increased. Of course, as shown in FIG. 45 (c), a configuration in which a reflecting tube 302 made of metal or the like is covered on the lamp case 401 and a diffusion plate 293 is covered on the tip (front) portion is also favorable. By filling the transparent resin 291 between the reflecting cylinder 302 and the lamp case 401, the entire area of the diffusion plate 293 has uniform brightness. It is also effective to cover the lamp case 401 with a metal case 294 as shown in FIG.
[0099]
Next, a driving method of a light emitting element of a reference example related to the present invention will be described. Two voltages (currents) are required for lighting the light emitting element of the reference example related to the present invention. One is the filament voltage Eh  It is. The filament voltage is 1.5 (V) to 6.0 (V), and when the filament voltage is about 2 (V), the filament current flows about 40 (mA). The higher the filament voltage, the better. In particular, the range of 3.0 (V) to 5.0 (V) may be the same power amount. The other one is an anode voltage E applied to the anode electrode 25.aIt is. Anode voltage EaAre a voltage for maintaining discharge (light emission) (discharge sustaining voltage Ec) and a voltage for starting discharge (light emission) (discharge start voltage Ec).s). The discharge sustaining voltage Ec is a voltage between the anode electrode 25 and GND, and ranges from 9 (V) to 12 (V). However, the voltage tends to increase as the diameter of the lamp 11 decreases and the internal gas pressure increases. Discharge starting voltage EsIs 15 (V) or more. Similarly, the smaller the diameter of the lamp 11 and the higher the internal gas pressure, the higher the voltage Es tends to be. In addition, the anode current I at the rated timeaIs 3 (mA) to 10 (mA).
[0100]
It is preferable that the power supply voltage used for the lamp 11 is lower because the power consumed by the lamp 11 decreases. Therefore, it is preferable that the voltage of the power supply is effectively applied to the anode electrode 25 to maintain a predetermined light emission luminance. Therefore, in the reference example relating to the present invention, as shown in FIG. 16, the lamp 11 is turned on and the light emitting state is maintained as follows.
[0101]
First, the voltage E is applied to the filament 24 before the voltage is applied to the anode electrode 25.hIs applied to heat the filament 24. If a voltage is applied to the anode electrode 25 without heating the filament 24, the role of reducing the oxide on the filament 24 becomes larger than usual, and the life of the lamp 11 is shortened. The voltage should be applied to the anode electrode 25 after at least 0.1 second or more has passed after the current of the filament 24 has passed.
[0102]
Next, the discharge start voltage E is supplied from the variable power supply 162.sAbove voltage E1And the discharge starting voltage E is applied to the variable resistor 163.sAbove voltage E1Is applied, the rated current IaIs set to a value that flows. Note that the variable resistor 163 may be used in the sense of a variable current element, and may be configured by, for example, an FET, a transistor, or the like. Further, a thermistor or the like may be used. Voltage E1Is applied, the lamp 11 starts emitting light. However, in this state, the voltage drop generated by the variable resistor 163 is large, and the power utilization is poor. Therefore, the timer circuit 161 changes the resistance value of the variable resistor 163 during a predetermined period (for example, one second after the lamp 11 is turned on), changes the voltage output from the variable power supply 162, and changes the anode discharge maintaining voltage EcLower to about +0.5 (V).
[0103]
At this time, the current flowing through the variable resistor 163 has a predetermined value IaTo maintain. Finally, the voltage drop at the variable resistor 163 is set to about 0.5 (V), and the anode electrode 25 has an anode sustaining voltage EcIs applied. The predetermined time is set by microcomputer control of ON and OFF of the input switch SW of the timer circuit 161. Until the light emission of the lamp 11 becomes stable, the discharge sustaining voltage Ec changes. Therefore, the timer circuit 161 is operated after a sufficient time has elapsed.
[0104]
As another driving method, as shown in FIG.sAbove voltage E1And a sustaining voltage EcAbove voltage E2There is a method in which the lamp 11 is turned on using two power supplies that generate the following. Hereinafter, the driving method shown in FIG. 17 will be described.
[0105]
Current limiting resistor R1Is the power supply E1Is applied to the anode electrode 25 when the predetermined current I is applied.aThrough which the current limiting resistor R2Is the power supply E2Is applied to the anode electrode 25 when the predetermined current I is applied.aIs to flow. First, the voltage E is applied to the filament 24.hIs applied to cause a current to flow through the filament 24. At this time, it is preferable that both the analog switches 172a and 172b be open. Next, the analog switch SW1Is turned on (or off), and the voltage E is applied to the anode electrode 25.1Is applied. Therefore, the lamp 11 starts discharging (light emission). Next, after a predetermined time, the switch SW is closed by the microcomputer, the logical output of the timer circuit 161 is inverted, and the analog switch SW is turned off.2Is turned on, the analog switch SW is opened. Analog switch SW2Is turned on, the anode electrode 25 has a voltage E2Is applied, and the discharge state is maintained.
[0106]
16 and 17 show a case where the lamp 11 is turned on by applying a steady state voltage to the anode electrode 25, but FIG. 20 shows that a pulse or step-like voltage higher than the discharge starting voltage is applied to the anode electrode 25. The lamp 11 is turned on by applying the voltage. First, when the ON signal 2 is applied to the DCDC converter 201b, the filament voltage E is output from the voltage output terminal of the DCDC converter 201b.hIs output. Specifically, EhIs around 2 to 3 (V). The current is a direct current of about 40 (mA). When the filament current flows through the filament 24, the oxide on the filament 24 is heated, and thermoelectrons are emitted.
[0107]
Next, the ON signal 1 is also applied to the DCDC converter 201a, and the discharge sustaining voltage E is output from the voltage output terminal.aIs output. Discharge sustaining voltage EaIs specifically 9 (V) to 13 (V). VR is a volume for adjusting the current flowing into the anode electrode 25 during the discharge (light emission state) of the lamp 11. As the value of VR increases, the current flowing into the anode electrode 25 decreases, and the light emission luminance of the lamp 11 decreases. If the value of VR is reduced, the current flowing into the anode electrode 25 increases, and the light emission luminance of the lamp 11 increases. VR is also used to adjust individual variations of the lamp 11. This is because if the arrangement distance between the anode electrode 25 and the filament 24 is different, the brightness of each lamp 11 varies by about ± 20%.
[0108]
It is necessary that the value of VR can be adjusted from about 50Ω to about 300Ω. C1Is an electrolytic capacitor, and Q1Is an NPN transistor, Q2Is a PNP transistor. Q when the output of the inverter 171 is L2Turns on and the capacitor C1B terminal is at the GND potential, and when the output of the inverter 171 is H, Q1Turns on and the capacitor C1The voltage E isaIs applied. Electrolytic capacitor C1Is determined by the time constant with the resistance value of VR. It is necessary to apply a voltage equal to or higher than the discharge starting voltage to the anode electrode 25 for at least 2 μsec. Preferably, the voltage needs to be applied for 10 μsec or more.
[0109]
The anode electrode 25 has a discharge sustaining voltage EaIs applied first. Next, the output of the inverter 201 is first set to L level by a microcomputer or the like, and the capacitor C1Is set to a voltage of GND + 0.6 (V). At this time, the capacitor C1A terminal of EaVoltage is applied. Next, the output of the inverter 171 is set to the H level. Then, the capacitor C1Terminal b suddenly changes from GND + 0.6 (V) to Ea-0.6 (V). Therefore, the capacitor C1E terminal is aa+ (Ea-0.6) (V). If the voltage is equal to or higher than the discharge starting voltage for a period of 2 μs or longer, the lamp 11 is turned on. When the lamp 11 lights up, the capacitor C1The electric charge charged in the terminal a of FIG. 1 flows into the anode electrode 25, and the terminal aa−VR (resistance value) × anode current).
[0110]
To turn off the lamp 11, the output of the inverter 171 is changed to the L level in the lighting state. Then, the capacitor C1Since the terminal b has GND + 0.6 (V), the terminal a changes in the same manner, and the voltage of the anode electrode 25 becomes considerably lower than the sustaining voltage, so that the lamp 11 is turned off. Note that the capacitor C1, Transistor Q1, Q2This configuration is for applying a pulse-like voltage higher than the discharge starting voltage to the anode electrode 25, and it goes without saying that other configurations may be used.
[0111]
For example, an FET or the like can be used. Further, the voltage applied to the anode electrode 25 may be a voltage equal to or higher than the discharge starting voltage, and may be a pulse, a step, a distorted rectangle or a sine wave. Also, the voltage E from the battery 202 via the DCDC converter 201a, EhHowever, the output voltage from the battery 202 may be directly applied to the anode electrode 25 if the battery voltage is equal to or higher than the sustaining voltage.
[0112]
In order to adjust the light emission luminance of the lamp 11, there is a method of adjusting the resistance by VR, or a method of applying a pulse-like voltage to the anode electrode 25 as shown in FIG. When light enters the photodiode 181 in the light detection circuit 183, the output voltage of the operational amplifier 182 increases. The output voltage of the photodiode 181 increases when external light is strong. C and R of the light detection circuit 183 are integration circuits for reducing noise of the output from the photodiode 181. The limited number of CRs is 1/10 second or less.
[0113]
When the output voltage of the operational amplifier is high (at this time, the external light is strong, that is, when it is used outdoors or the like), the emission luminance of the lamp 11 is increased. Conversely, when the output voltage of the operational amplifier is low (at this time, the external light is weak, that is, when it is used indoors or the like), the luminance of the lamp 11 may be low. When the voltage input to the oscillation circuit 184 is high, the oscillation state becomes the state (2) (there are many parts where the voltage is high). Conversely, when the voltage input is low, the oscillation state becomes the state (1) (the voltage Are often low).
[0114]
It should be noted that the longer the voltage is applied, the longer the time period during which the voltage is applied to the anode electrode 25, and a high brightness display is performed as an effective value. The output of the oscillation circuit 184 is input to the amplifier 185, and the output of the amplifier 185 outputs a rectangular wave of a voltage E equal to or higher than the GND voltage and the discharge start voltage. The longer the period of the voltage E equal to or higher than the discharge start voltage, the higher the brightness of the lamp 11 is lit. The resistance RaIs a current limiting resistor.
[0115]
In FIG. 16, while the resistance value of the variable resistor 163 changes, in FIG.1, SW219, the pulsed voltage is applied in FIG. 19, and the emission luminance of the lamp 11 may change until the lamp is stably turned on. During this time, if the observer views the display image on the display panel 1333, he / she will feel uncomfortable. The viewfinder of the reference example related to the present invention solves this measure as shown in FIG. 19 below.
[0116]
First, a driving circuit of the liquid crystal display panel 1333 will be described. Reference numeral 191 denotes a video amplifier for amplifying a video signal to a predetermined value, 192 denotes a phase division circuit for generating positive and negative video signals, 193 denotes an output switching circuit for outputting an AC video signal whose polarity is inverted for each field, and 194 denotes A drive circuit control section for synchronizing and controlling the source drive circuit 195 and the gate drive circuit 196.
[0117]
First, the gain of the video signal is adjusted by the video amplifier 191 so that the video output amplitude corresponds to the electro-optical characteristics of the liquid crystal. Next, the gain-adjusted video signal enters the phase division circuit 192, and two video signals of positive polarity and negative polarity are generated. These two video signals enter the output switching circuit 193, and output a video signal whose polarity is inverted every field or one horizontal scanning period. The reason for inverting the polarity of the signal for each field in this way is to prevent the liquid crystal from deteriorating by applying an AC voltage.
[0118]
Next, the video signal from the output switching circuit 193 is input to the source drive circuit 195, and the source drive circuit 195 performs signal processing such as level shift and sample hold of the video signal according to a control signal from the drive circuit control unit 194. A predetermined voltage is output to the source signal line of the liquid crystal display panel 1333 in synchronization with the gate drive circuit 196.
[0119]
When an on-voltage is applied to the gate signal line, the TFT connected to the gate signal line is turned on, and applies the video signal output to the source signal line to the pixel electrode. When an off-voltage is applied to the gate signal line, the TFT is turned off, and the signal applied to the pixel voltage is held for one field.
[0120]
In the example of FIG. 16, the first stage (the variable power supply 162 supplies the discharge maintaining voltage EcAt +0.5 (V)), the switch SW1 is connected to the ground (for example, the potential of the counter electrode 243 of the liquid crystal display panel 1333) (terminal b position). Next, in the second stage (after the variable power supply 162 outputs the sustaining voltage Ec + 0.5 (V)), the switch SW1 is switched to the terminal a, a video signal is applied to the amplifier 191, and an image is displayed on the liquid crystal display panel 1333. Is displayed.
[0121]
When the switch SW1 is at the terminal b, no image is displayed on the liquid crystal display panel 1333 (the image is controlled to display black). Even if the light emission luminance of the lamp 11 changes during black display, the change is hardly recognized by the observer. Note that the above-described black display means a non-video display state, and is a concept including a display state such as raster display and dark display in addition to black display.
[0122]
In the viewfinder of FIG. 1, the observer adjusts the position by moving the magnifying lens 1336 back and forth so that a virtual image of the display image on the liquid crystal display panel 1333 can be seen well. Therefore, the magnifying lens 1336 is attached to the attachment holder 1335. That is, focus adjustment is performed by moving the mounting holder 1335 back and forth. Therefore, the distance required for the mounting holder 1335 to move is required, and the total length of the viewfinder becomes longer by that much.
[0123]
With the configuration shown in FIG. 21, the mounting holder 1335 is not required. The magnifying lens 1336a is made of a flexible transparent material such as silicone resin. In the magnifying lens 1336a, the edge (the side surface of the lens, the fixed portion of the lens) is sandwiched by pressing means such as a iris diaphragm. The rainbow collecting aperture is attached to the outer housing 211, and the aperture of the rainbow collecting aperture can be changed by moving the aperture knob 212.
[0124]
When the hole of the rainbow diaphragm 213 is large as in FIG. 22A, the center thickness of the magnifying lens 1336a is small. Therefore, the focal point f of the magnifying lens 1336a1Is long. On the other hand, when the hole is large as in the rainbow collecting aperture 1336b as shown in FIG. 22B, the center thickness of the magnifying lens 1336a is large. Therefore, the focal point f of the magnifying lens 1336a2Becomes shorter. As described above, the focus of the lens 1336a can be changed by the aperture knob 212, and focus adjustment can be easily performed. Therefore, the mounting holder 1335 is not required.
[0125]
The magnifying lens 1336a can be made of natural rubber, synthetic rubber, or the like, in addition to the silicone resin described above, and a liquid crystal lens can be applied. The liquid crystal lens has liquid crystal interposed between two electrodes. By applying a voltage to the electrodes, the refractive index of the liquid crystal changes, and the focal length f of the liquid crystal lens can be changed. In this case, there is no need for a rainbow stop.
[0126]
As the liquid crystal display panel 1333, a TN liquid crystal display panel or an STN liquid crystal display panel is exemplified, and a ferroelectric liquid crystal display panel, an antiferroelectric liquid crystal display panel, a cholesteric liquid crystal display panel, or the like can also be used. Further, a display panel to which PLZT is applied can also be used. That is, any transmissive display panel can be employed. In addition, a polymer dispersed liquid crystal display panel can be used. The panel is a liquid crystal in a mode in which light is modulated by transmitting and scattering light, and has a very high light use efficiency because a polarizing plate is used.
[0127]
When a TN or STN liquid crystal display panel is used as the liquid crystal display panel 1333, the liquid crystal display panel is generally well-known and need not be described. However, in the case where a PD liquid crystal display panel is used as the liquid crystal display panel 1333, explanation is considered to be necessary, so that the explanation is given here.
[0128]
The operation of the PD liquid crystal display panel will be briefly described with reference to FIGS. FIGS. 24A and 24B are diagrams illustrating the operation of the PD liquid crystal display panel. In FIGS. 24A and 24B, a liquid crystal in the form of water droplets (hereinafter referred to as a liquid crystal in the form of water droplets 245) is dispersed in the polymer 246. A TFT (not shown) or the like is connected to the pixel electrode 244, and a voltage is applied to the pixel electrode 244 when the TFT is turned on or off, and the direction of liquid crystal alignment on the pixel electrode 244 is changed to modulate light. As shown in FIG. 24A, when no voltage is applied, each of the liquid crystal droplets 245 is oriented in an irregular direction. In this state, a difference in refractive index occurs between the polymer 246 and the liquid crystal 245, and the incident light is scattered.
[0129]
Here, as shown in FIG. 24B, when a voltage is applied to the pixel electrode 244, the directions of the molecules of the liquid crystal 245 are aligned. If the refractive index when the liquid crystal molecules are aligned in a certain direction is adjusted in advance to the refractive index of the polymer 246, incident light is emitted from the array substrate 242 without being scattered.
[0130]
Nematic liquid crystal, smectic liquid crystal, and cholesteric liquid crystal are preferable as the liquid crystal material used for the liquid crystal display panel such as the view finder of the reference example related to the present invention. It may also be a mixture that contains.
[0131]
Incidentally, among the liquid crystal materials described above, the extraordinary light refractive index neAnd ordinary refractive index noCyanobiphenyl-based nematic liquid crystal having a relatively large difference between them, or a fluorine-based or chloro-based nematic liquid crystal that is stable to changes over time is preferable. Most preferred.
[0132]
As the polymer matrix material, a transparent polymer is preferable. As the polymer, a photo-curable resin is used in view of easiness of the manufacturing process, separation from the liquid crystal phase, and the like. As a specific example, an ultraviolet curable acrylic resin is exemplified. In particular, a resin containing an acrylic monomer or acrylic oligomer which is polymerized and cured by irradiation with ultraviolet light is preferable. Above all, a photocurable acrylic resin having a fluorine group is preferable because a light modulation layer (liquid crystal layer) 248 having good scattering characteristics can be produced and a change with time hardly occurs.
[0133]
The liquid crystal material has an ordinary refractive index n.0Is preferably 1.49 to 1.54, and above all, the ordinary refractive index n0Is preferably 1.50 to 1.53. Further, it is preferable to use one having a refractive index difference Δn of 0.20 or more and 0.28 or less. n0, Δn increase, heat resistance and light resistance deteriorate. n0, Δn are small, the heat resistance and light resistance are improved, but the scattering characteristics are reduced and the display contrast is not sufficient.
[0134]
From the above, as a constituent material of the light modulation layer 248, the ordinary refractive index n0It is preferable to use a chloro-type nematic liquid crystal having a ratio of 1.50 to 1.53 and Δn of 0.20 to 0.28, and to employ a photocurable acrylic resin having a fluorine group as a resin material.
[0135]
Examples of such a polymer-forming monomer include 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, neopentyl glycol acrylate, hexanediol diacrete, diethylene glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, and trimethylolpropane. Triacrylate, pentaerythritol acrylate and the like.
[0136]
Examples of the oligomer or prepolymer include polyester acrylate, epoxy acrylate, and polyurethane acrylate.
[0137]
Further, a polymerization initiator may be used in order to quickly carry out the polymerization. Examples of the polymerization initiator include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one (“Darocur 1173” manufactured by Merck), 1- (4-Isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one (“Darocur 1116” manufactured by Merck), 1-vidroxycyclohexylphenyl ketone (“Irgacure 184” manufactured by Ciba-Gaiky), benzyl methyl ketal ( “Irgacure 651” manufactured by Ciba-Geigy) and the like. In addition, a chain transfer agent, a photosensitizer, a dye, a cross-linking agent and the like can be appropriately used as optional components.
[0138]
The refractive index n when the resin material is curedpAnd the ordinary refractive index n of the liquid crystaloShould be approximately the same as When an electric field is applied to the liquid crystal layer 248, the liquid crystal molecules are aligned in one direction, and the refractive index of the liquid crystal layer 248 becomes n.oIt becomes. Therefore, the refractive index n of the resinpAnd the liquid crystal layer 248 is in a light transmitting state. Refractive index npAnd noIs large, the liquid crystal layer 248 is not completely in the transparent state even when a voltage is applied to the liquid crystal layer 248, and the display luminance is reduced. Refractive index npAnd noIs preferably within 0.1, more preferably within 0.05.
[0139]
Although the proportion of the liquid crystal material in the PD liquid crystal layer is not specified here, it is generally about 60% to 95% by weight, preferably about 70% to 90% by weight. If it is less than 50% by weight, the amount of liquid crystal droplets is small, and the scattering effect is poor. When the content is 90% by weight or more, the polymer and the liquid crystal tend to be phase-separated into upper and lower layers, the ratio of the interface is reduced, and the scattering characteristics are reduced. The structure of the polymer-dispersed liquid crystal layer changes depending on the liquid crystal fraction. At about 50% by weight or less, liquid crystal droplets exist as independent droplets, and at 50% by weight or more, a continuous layer is formed in which the polymer and the liquid crystal are intertwined. .
[0140]
It is preferable that the average particle diameter of the water-drop liquid crystal 245 or the average pore diameter of the polymer network be 0.5 μm or more and 2.0 μm or less. Among them, the thickness is preferably 0.6 μm or more and 1.5 μm or less. When the light modulated by the PD liquid crystal display panel has a short wavelength (for example, B light), the light is small, and when the light is long wavelength (for example, R light), the light is increased. If the average particle diameter of the water-drop liquid crystal 245 or the average pore diameter of the polymer network is large, the voltage to make the liquid crystal in the transmission state is low, but the scattering characteristics are low. When it is small, the scattering characteristics are improved, but the voltage required for the transmission state is high.
[0141]
The average particle size or average pore size on the pixel that modulates red light is 0.8 μm or more and 1.5 μm or less, and the average particle size or average pore size on the pixel that modulates blue light is 0.5 μm or more and 1.0 μm or less. . And at least the particle or pore size on the pixel that modulates red light should be larger than the pixel that modulates blue light. This is for improving the scattering characteristics of each pixel.
[0142]
The polymer-dispersed liquid crystal of the reference example related to the present invention includes a water-drop liquid crystal 245 (see FIG. 24) in which the liquid crystal is dispersed in a resin in a water-drop shape, a sponge-like (polymer network) resin, and a sponge-like liquid. This corresponds to, for example, a liquid crystal filled between resins. The polymer-dispersed liquid crystal also includes a liquid crystal and a resin in which a liquid crystal and a resin are alternately stacked to form a layer (JP-A-6-208126 and JP-A-6-22085). Further, the polymer-dispersed liquid crystal includes a liquid crystal in which the liquid crystal is sealed in a capsule-like storage medium and the space between the capsules is filled with a resin (Japanese Patent Publication No. 3-52843). Further, the polymer-dispersed liquid crystal includes a liquid crystal or a resin (polymer 246) containing a dichroic or polychromatic dye.
[0143]
The thickness of the liquid crystal layer 248 is preferably in the range of 5 to 20 μm, and more preferably in the range of 8 to 15 μm. When the film thickness is small, the scattering characteristics are poor and contrast cannot be obtained. On the contrary, when the film thickness is large, high voltage driving must be performed, and a gate drive circuit (see FIG. It is difficult to design a source drive circuit (not shown) for applying a video signal to a source signal line (not shown).
[0144]
For controlling the thickness of the liquid crystal layer 248, black glass beads or black glass fibers, or black resin beads or black resin fibers are used. In particular, black glass beads or black glass fibers are preferable because they have a very high light-absorbing property and are hard, so that a small number of particles are scattered on the liquid crystal layer 248. It is effective to form an insulating film on at least one of the pixel electrode and the counter electrode.
[0145]
As the insulating film, an alignment film such as polyimide used for a TN liquid crystal display panel or the like, an organic material such as polyvinyl alcohol (PVA), SiO 22And the like. Preferably, an organic substance such as polyimide is preferable from the viewpoint of adhesion and the like. The use of polyimide as the insulating film is particularly useful.
[0146]
In PD liquid crystal display panels, it is also important to prevent electromagnetic coupling between signal lines and pixel electrodes. An alternating current is constantly applied to the source signal line 249 in FIG. Accordingly, lines of electric force are generated between the pixel electrode 244 and the source signal line 249 in FIG. 23, and the liquid crystal molecules are aligned on the lines of electric force, so that “light loss” occurs from the periphery of the pixel electrode 244 and the like.
[0147]
As a countermeasure against the "light leakage", the source signal line 249, the gate signal line, and the vicinity of the signal line are shielded with a material having a lower dielectric constant than the liquid crystal layer 248 (hereinafter, referred to as a low dielectric material). Low dielectric material is SiO2, SiNx, and the like, an organic material such as a polymer of the liquid crystal layer 248, a resist, and PVA.
[0148]
Also, it must be remembered that there is also a configuration using a PD liquid crystal display panel and a polarizing plate. By disposing a polarizing plate on at least one of the light entrance side and the light exit side of the PD liquid crystal display panel, the display contrast can be greatly improved.
[0149]
In FIG. 23A, the average particle diameter of the liquid droplets 248 or the average pore diameter of the polymer network is changed according to the color of the color filter 230. At least that of the red pixel is larger than that of the blue pixel. As a method of changing the average particle diameter, a PD liquid crystal display panel corresponding to red (R), green (G), and blue (B) pixels and having a different amount of transmitted ultraviolet light for each of R, G, and B is used. At the time of manufacturing, the liquid crystal layer 248 may be arranged on the panel surface, and the panel may be irradiated with ultraviolet rays through the mask to polymerize the resin of the liquid crystal layer 248. The location where the irradiation intensity of the ultraviolet light is weak has a large average particle diameter and the like, and the location where the intensity is strong is small.
[0150]
As shown in FIG. 23B, it is also important to change the thickness of the liquid crystal layer 248 for each of the R, G, and B pixels. The liquid crystal layer 248 can be formed by forming transparent resins 231a and 231b as shown in the figure. Examples of the transparent resin 231 include gelatin, polyimide, UV resin, and epoxy resin. The transparent resin 231 may be formed on the counter electrode 243 as shown in the figure, or the counter electrode 243 may be formed on the transparent resin 231 on the contrary. Further, it may be formed directly on the pixel electrode 244.
[0151]
As shown in FIG. 23B, the thickness of the liquid crystal layer 248 of the pixel corresponding to the R color is set to be larger than the thickness of the liquid crystal layer 248 of the pixel corresponding to the B color. This is because it is necessary to increase the size such as the average particle diameter for the R light. The average particle diameter and the like may be considered to be substantially proportional to the wavelength of the light to be modulated. On the other hand, when the average particle diameter increases, the voltage required for the light transmission state decreases for the same liquid crystal film thickness. It is preferable that the film thickness of the R light liquid crystal layer has a difference of 1 μm or more from that of the B light. Alternatively, the R light liquid crystal layer is preferably formed to be 1/10 or more thicker than the B light.
[0152]
In FIG. 23B, the color filter 230 is not shown. Even without a color filter, a microlens array 1224 is attached to the liquid crystal display panel 1333 as shown in FIG. 122 (b), and the same color light from the light source 1221 is separated into R, G, and B light by a dichroic mirror, and each pixel is separated. What is necessary is just to make it enter into 244a, 244b, 244c. That is, one microlens is assigned to three pixels.
[0153]
FIG. 2 shows a configuration in which the tip of the lamp 11 is directed toward the liquid crystal display panel 1333. However, in this configuration, it is necessary to ensure the length of the lamp 11, so that the entire length of the viewfinder becomes long. FIG. 25 solves this problem. The side surface of the lamp 11 is arranged to face the liquid crystal display panel 1333. FIG. 26 is a sectional view taken along line AA 'in FIG. The lamp 11 is attached to the base substrate 14 via a socket 27. The reflecting surface 22a has a two-dimensional parabolic shape, and the reflecting surface 22b has a three-dimensional parabolic shape.
[0154]
The reflection surface 22b collects light from the tip of the lamp 11, converts the light into parallel light, and illuminates the liquid crystal display panel 1333. The light emitting portion of the lamp 11 is located at a substantially focal position of the reflection surface 22b. The reflection surface 22a is made substantially parallel to the side surface of the lamp 11. Further, a reflection film 91 is formed on the back surface of the lamp 11 (where the lamp 11 and the reflection surface 22a face each other) with the side surface of the lamp 11 as the center. If there is no reflective film 91, a light ray 51a is emitted.
[0155]
The light ray 51a hits the reflecting surface 22a and becomes reflected light 51c. However, 51c only hits the lamp 11 and hardly becomes light for illuminating the liquid crystal display panel. When the reflective film 91 is provided, the light generated by the lamp 11 hits the reflective film 91 and becomes a reflected light beam 51b, and the front surface of the lamp is made bright, and the liquid crystal display panel 1333 is made bright.
[0156]
FIG. 27 is a configuration diagram of a viewfinder that employs the illumination optical system in which the lamp 11 of FIG. 26 is arranged. Compared with FIG. 1, the total length of the viewfinder can be reduced.
[0157]
Hereinafter, the configuration in which the lamps 11 are arranged as shown in FIG. 26 is called a lamp vertical arrangement or a lamp vertical arrangement illumination system, and the configuration in which the lamps 11 are arranged as shown in FIG. 2 is called a lamp horizontal arrangement or a lamp horizontal arrangement illumination system.
[0158]
In the configuration of the lamp vertical arrangement, it is necessary to consider the arrangement direction of the filament 24 of the lamp 11. Hereinafter, the reason and the configuration will be sequentially described.
FIG. 28B shows an arrangement of the filament 24 and the anode electrode 25. It is assumed that the anode electrode 25 has a planar shape. The longitudinal direction of the filament 24 and the longitudinal direction of the anode electrode 25 are arranged so as to be orthogonal to each other.
[0159]
FIG. 28A shows a result of measuring the luminance distribution in the circumferential direction of the lamp case 21 in the arrangement state of the filament 24 and the anode electrode 25 as shown in FIG. 28B. In addition, it is assumed that the reflection film 91 and the like are not formed on the lamp case 21. As is clear from FIG. 28A, the brightness becomes highest at 45 degrees (DEG.) And 315 degrees. Further, the luminance becomes lowest at 0 degrees and 180 degrees.
[0160]
The thermoelectrons emitted from the filament 24 are accelerated by the anode voltage of the anode electrode 25. Therefore, the greater the potential difference between the filament 24 and the anode electrode 25, the greater the acceleration and the greater the amount of generated ultraviolet light. Since point A of the filament 24 shown in FIG. 28B is GND, the potential difference between the anode electrodes 25 is large. Therefore, as shown in FIG. 28A, the light emission luminance becomes highest at the angle between the longitudinal direction (0-180 degrees) of the filament 24 and the central portion in the longitudinal direction (90-270 degrees) of the anode electrode 25. When the display panel 1333 and the like are illuminated with the light-emitting element, it is more advantageous to direct the surface with the highest luminance to the display panel 1333. Therefore, the angle range of ± 30 degrees around the GND side of the filament 24 may be directed to the liquid crystal display panel 1333.
[0161]
In the case of the vertical arrangement of the lamp, in order to maximize the light emitted from one side surface of the lamp 11, it is preferable to form a reflection film 91 on one internal surface of the lamp case 21, as shown in FIG. Alternatively, as shown in FIG. 29 (b), it may be formed on one outer surface of the lamp case 21. The portion where the reflection film 91 is formed is made of SiO 2 to prevent oxidation.2, SiNxIt is preferable to form a protective film 291 such as
[0162]
In FIG. 28B, the generation amount of ultraviolet rays is small in the directions A and B, and the generation amount of ultraviolet rays is large in the directions C and D. Further, the acceleration rate of the thermoelectrons is determined by the distance between the anode electrode 25 and the filament 24 and the potential difference. Therefore, if the variation in the position between the anode electrode 25 and the filament 24 is large, the variation in the emission luminance of each lamp 11 also becomes large. In the configuration in which the filament 24 and the anode 25 are arranged at the tip of the terminal 16 as shown in FIG. 29, the position of the filament 24 and the anode electrode 25 tends to vary.
[0163]
FIG. 30 shows a structure for solving the above problem. The filament 24 and the anode electrode 25 are fixed to one mounting glass 301. Therefore, the filament 24 and the anode electrode 25 can be completely fixed, and the positional relationship can be made with high precision. Therefore, the variation in light emission luminance of each lamp 11 is small, and the production yield can be increased. The longitudinal direction of the filament 24 is defined as the longitudinal direction of the lamp case 21. Therefore, it is possible to increase the amount of ultraviolet irradiation on the surface A, and to improve the light emission luminance of the surface A.
[0164]
The point A of the filament 24 is GND, and the potential difference from the anode electrode 25 is the largest. Therefore, the anode electrode 25 should be arranged close to the point A of the filament 24. In addition, the anode electrode 25 increases the reflectance. This is because the anode electrode 25 plays a role of a reflection film. Further, the shadow of the filament 24 may appear on the surface A, but this can be reduced by appropriately adjusting the film thickness of the phosphor 23 and the like.
[0165]
As shown in FIG. 31A, the light-emitting element of the reference example related to the present invention emits the A-plane (light-emitting region 311) with the highest luminance. This is because increasing the luminance of some regions is suitable for a viewfinder of a reference example related to the present invention described later. In FIG. 30, the longitudinal direction of the filament 24 is arranged in the longitudinal direction of the lamp case 21. However, the present invention is not limited to this, and the filament 24 may be arranged in the radial direction of the lamp case 21. In this case, the light emitting region (A surface) 311b is as shown in FIG.
[0166]
The lamp 11 of the reference example relating to the present invention is used with the A side in FIG. 30 facing the front. Therefore, when used in a viewfinder or the like, it is necessary to consider the direction of the filament 24. Therefore, when the lamp 11 is manufactured, it is preferable to draw a marker 312 made of a black line or the like on the outer surface of the lamp case 21 as shown in FIG. A recess 313 (see FIG. 31 (c)) is provided in the lower portion of the lamp case 21.
[0167]
It is also effective to form a transparent projection 314 (triangular prism, triangular cone, etc.) in the light emitting region 311 as shown in FIG. The transparent protrusions 314 sharpen the directivity of light and can increase the brightness, so that the light utilization rate can be improved.
[0168]
The diffusion sheet 15 is disposed between the lamp 11 and the liquid crystal display panel 1333. As an arrangement state, as shown in FIG. 32A, a configuration in which the lamp 11 is arranged at a part on the front surface of the lamp 11 may be employed. Alternatively, the lamp 11 may be formed in a character shape of ohm (Ω) as shown in FIG. The diffusion sheet 15b may be small (it is not necessary to cover the entire light exit surface of the parabolic mirror 12) because the cross section between the light emitting portion of the lamp 11 and the light emitting portion is difficult to see. Further, the diffusion sheet 15c may have an arc shape as shown in (c), or may have a planar shape as shown in (d). FIG. 33B shows the ratio of straight traveling light, and indicates that the smaller the ratio, the higher the degree of diffusion. This is the same in other drawings.
[0169]
The diffusion sheet 15 does not need to have uniform diffusion performance over the entire sheet. For example, as shown in FIG. 33, a part may be the diffusion unit 331. As shown in FIG. 33, the central part of the lamp 11 has a high degree of diffusion and the peripheral part has a low degree of diffusion. The diffusion sheet 15 makes it difficult for the observer to see the light emission shape of the lamp 11 when viewing the display panel 1333. When the observer changes the direction in which he looks into the magnifying lens 1336, the emission image of the lamp 11 moves depending on the viewing direction. Therefore, the diffusion portion 331 of the diffusion sheet 15 only needs to be large enough to cover the moving area of the emission image of the lamp 11.
[0170]
FIG. 33 shows the case where the lamps are arranged vertically, but it goes without saying that the structure shown in FIG. Further, the diffusion section 331 does not need to cover the entire lamp 11. For example, as shown in FIG. 35, a left diffusion unit 331a and a right diffusion unit 331b may be used. This is because the movement of the light emission image of the lamp 11 may be made difficult to see. Further, it is not necessary to be one diffusion part, and a dot-shaped diffusion point 332 may be formed as shown in FIG.
[0171]
The above is the case where the diffusion portion 331 or the diffusion point 332 is formed on the diffusion sheet 15. Alternatively, a diffusion point 332 may be formed on the surface of the lamp 11 as shown in FIG. As shown in FIG. 37B, the lamp 11 may be covered with a cap 72 to which a diffusing agent has been added. Further, by forming the reflection film 91 on the surface of the cap 72, high luminance can be realized. As the reflection film 91, a configuration in which a metal reflection film of Al or the like is directly formed on the inner surface or the outer surface of the cap 72, a configuration in which a metal reflection tube is covered, or the like is exemplified. FIG. 25 shows a system in which the illumination optical system is configured in a state where the reflection plate 22 and the lamp 11 are separated.
[0172]
In addition, there is a configuration in which the lamp 11 is inserted into the transparent holder 381 as shown in FIG. Examples of a material for forming the transparent holder 381 include glass, in addition to acrylic, polycarbonate, and epoxy resin. The reflection surface 22 is formed on the back surface of the transparent holder 381 by vapor deposition or the like.
[0173]
A configuration in which the exit surface on the diffusion sheet 15 side in FIG. 26 is a convex lens is also effective. This is because the light collection efficiency is improved. In addition, since the light emitted from the lamp 11 may be converted into parallel light by combining the convex lens and the reflecting surface 22 on the back surface, the positive power of the reflecting surface 22 and the convex lens surface is dispersed and small (the curvature is small). Help me).
[0174]
However, when the periphery of the lamp 11 is completely in contact with the transparent holder 381 (see FIG. 38), the heat of the lamp is easily conducted, the lamp 11 does not reach an appropriate temperature, and the emission luminance may decrease. . Further, after lighting, it takes a long time until the brightness reaches a predetermined value. The countermeasure is shown in FIG. A hole larger than the diameter of the lamp 11 of the transparent holder 381b is formed. A projection (convex portion) 401 is formed in the hole. The lamp 11 is held by the projection 401 and fixed at the center position. Also, a small space is created between the lamp 11 and the transparent holder 381b. Since air has poor thermal conductivity, the air in this space has a heat retaining effect.
[0175]
Further, as shown in FIG. 41B, by forming or disposing the prism 411 on the light emitting surface located on the right side of the configuration of FIG. 41A, the light condensing efficiency is increased, and high luminance can be realized. . As shown in FIG. 41 (c), by forming or disposing the diffusion sheet 15 (or diffusion plate) on the light emitting surface located at the right end, or by embossing, the image of the lamp 11 becomes invisible. Good image display can be realized.
[0176]
The lamp 11 is a hot-cathode type lamp, and has a large dependence on light emission luminance and temperature. In particular, when the temperature is 0 degrees Celsius or less, the light emission luminance may be significantly reduced. In the reference example related to the present invention, temperature compensation is performed by using a circuit configuration and a driving method as shown in FIG.
[0177]
The temperature detection circuit in FIG. 42A includes a thermistor or a posistor whose resistance value changes with temperature and a comparator circuit that detects that a predetermined temperature has been reached. The resistance value of the thermistor 421 decreases as the temperature decreases. Therefore RsAnd S1Voltage VkChanges. Specifically, the voltage VkIncreases with decreasing ambient temperature. E1And E2Is VkThis is a reference voltage for comparison with. Voltage VkIs E1If it becomes higher, the output of the comparator 422a becomes a positive output. It is assumed that the ambient temperature at which this output becomes positive is set to 10 ° C. When the temperature drops further, the voltage VkIs the reference voltage E2When it becomes higher, the output of the comparator 422b also becomes a positive output. It is assumed that the ambient temperature at this time is set to −10 ° C. As described above, the logical output of the comparator 422 changes according to the ambient temperature, and the CPU 423 monitors the change in the logical output.
[0178]
When the output of the comparator 422a becomes a positive output, the CPU 423 switches SW of the analog switch 424b.2Close. Then the resistance R2And RaBecome parallel and the voltage VcBecomes larger. The current flowing through the FET 426 is Ia= Rref/ VcTherefore, the current flowing through the anode electrode 25 increases. When the ambient temperature further decreases and the output of the comparator 422b becomes a positive output, the CPU 423 sets the SW of the analog switch 424b.3Close. Then the resistance R2And RaAnd RbBecome parallel and the voltage VcThe voltage becomes higher than before. Therefore RrefCurrent IaBecomes larger, the current flowing to the anode 25 also increases, and high-luminance light emission can be performed.
[0179]
As the number of the comparators 422 increases, the current flowing through the anode electrode 25 depending on the ambient temperature can be more finely controlled. Therefore, temperature characteristic compensation of the lamp 11 can be performed with high accuracy. It goes without saying that, instead of the comparator 422, an IC for detecting temperature (an IC for measuring temperature and outputting digitally from a plurality of manufacturers) may be used.
[0180]
The thermistor 421 is preferably arranged close to the case of the lamp 11 as shown in FIG. In particular, it is preferable that the thermistor 421 is attached to a place where the emission of light from the light emitting unit is not blocked as shown in FIG. By adopting such a configuration, accuracy of temperature detection (particularly, lamp temperature) is improved.
[0181]
The lighting order of the lamps 11 should also be considered. Hereinafter, a method of lighting the lamp will be described. First, an external view of a video camera is shown in FIG. The description will be made mainly with respect to a video camera, but the present invention is not limited to this, and can be applied to a still camera, a head-mounted display, and the like.
[0182]
The video camera includes a photographing (imaging) lens unit 432, and the photographing lens unit 432 and the viewfinder unit 1321 are back-to-back. FIG. 43A is a perspective view in a state where no image is captured. When shooting (recording), the viewfinder 1321 is pushed down as shown in FIG. The viewfinder 1321 and the video camera main body 432 are connected by a connecting portion 434, and the connecting portion 434 can change the angle of 90 degrees. 43 (b) is to make it easier for the observer of the viewfinder to see the image displayed on the liquid crystal display panel 1333 and to take a picture easily.
[0183]
When the viewfinder 1321 is moved to the side as shown in FIG. 43B, the pressing of the switch (SW) 433 is removed, and the switch (SW) 433 is turned ON or OFF. Specifically, the switch (SW) 433 corresponds to a push switch. The switch (SW) 433 is connected to the voltage V1Are connected in series with the resistor R to which is applied, and the other side is a grounded SW.
[0184]
When the SW (switch) is turned ON (or OFF), the CPU 423 detects that the SW (switch) is turned ON, and the CPU 423 detects the SW of the analog switch 424c.4Close. Then, the filament voltage V3Is applied to the filament 24, and the filament 24 of the lamp 11 is heated. When a current flows through the filament 24, the lamp 11 enters a pre-heating state. Therefore, the lamp 11 can emit light rapidly even at a low temperature by this preheating, so that the low-temperature characteristics of the lamp 11 can be improved.
[0185]
Next, the recording switch 435 in FIG. 43 is turned on. The information that the switch has been turned on is transmitted to the CPU 423, and the CPU 423 operates the SW of the analog switch 424a.1By closing the voltage V2Is applied to the anode electrode 25. Voltage V2Is a voltage equal to or higher than the sustaining voltage. At this time, the output of the inverter 171 is at the L level. V2Is lower than the discharge starting voltage, the lamp 11 does not discharge. Thereafter, the CPU 423 sets the output of the inverter 171 to the H level. Then, the capacitor C is connected to the anode electrode 25.1Are superimposed on each other, the voltage of the anode electrode 25 becomes higher than the discharge starting voltage, and the lamp 11 emits light. When the lamp 11 emits light, the capacitor C1Charge is discharged. When the above operation is performed, the reference voltage VcIs set to a predetermined value.
[0186]
Capacitor C1The larger the amount of charge to charge1, The lower the temperature of the lamp 11 becomes, the easier the temperature of the lamp 11 becomes. FIG. 44A shows a change in the voltage applied to the anode electrode 25. The dotted line in FIG.1And the discharge start voltage V is relatively small.a1Shows a change in the applied voltage when C is low (C1The boost voltage is low). When the output of the inverter 171 becomes H level, the voltage of the anode electrode 25 becomes Va1And immediately the capacitor C1Voltage is discharged. FIG. 44B shows the change in the light emission luminance of the lamp at that time. Since the current flowing through the anode electrode 25 of the lamp 11 is a steady-state current, it takes a long time at low temperatures because the brightness becomes steady as indicated by the dotted line.
[0187]
On the other hand, capacitor C1Has a large capacity and is relatively C1The change in the applied voltage when the boosted voltage is high due to is shown by the solid line in FIG. When the output of the inverter 171 becomes H level, the voltage applied to the anode electrode 25 becomes Va2And the lamp 11 normally starts discharging within 10 μsec. But C1Since the charge amount is large, a current equal to or higher than the steady value is applied to the anode electrode 25 for a long time as shown by the solid line in FIG. Therefore, as shown by the solid line in FIG. 44B, the light emission luminance of the lamp 11 rapidly increases even at a low temperature. By doing so, the low-temperature characteristics of the lamp 11 can be compensated.
[0188]
Needless to say, as shown in FIG. 42B, low temperature compensation can be performed by supplying a current larger than a steady value to the filament 24 at the start of lighting. First, SW5Is closed, the normal filament voltage V3Higher voltage V4Is applied to the filament 24. After a lapse of a predetermined period thereafter, SW4To close the filament voltage V3Is applied to the filament 24 and SW5open. As described above, at the start of lighting of the lamp 11, by preheating the lamp 11 by applying an overcurrent to the filament 24, low temperature compensation of the lamp 11 can be easily performed.
[0189]
According to experiments, when the ambient temperature is -10 degrees, in order to perform practically sufficient low temperature compensation, a current of about 1.5 to 3.0 times the steady state anode current may be applied (reference is made to 25 degrees). ).
[0190]
FIG. 42 shows that the CPU 423 compensates for the current flowing to the anode electrode 25 of the lamp 11 based on the data of the temperature detection circuit. As shown in FIG. 45, the voltage V of the + terminal of the operational amplifier 425cCan be directly changed by the thermistor 421 and controlled. The thermistor 421 becomes higher as the ambient temperature becomes lower, and the current I flowing through the anode 25 becomes higher.aBecomes larger. As an example, the anode current I in the case of the circuit constant of FIG.aAre shown in FIG. However, B of the thermistor is 4000.
[0191]
The lamp 11 emits light at a predetermined luminance by maintaining itself at a constant temperature. Therefore, if another object touches the lamp 11, the other object (such as the parabolic mirror 12) deprives the heat and makes it difficult to emit light (especially when the ambient temperature is low, the emission luminance decreases). As a configuration for improving this, there is a configuration for preventing the parabolic mirror 12 from touching the lamp 11 as much as possible, as shown in FIG. The lamp 11 is slightly in contact with or close to the parabolic mirror 12 at the point A. Further, the base substrate 14 is also brought into point contact with the three portions of the solder 29. With the above configuration, heat is hardly released from the lamp 11 and the temperature characteristics can be made very good.
[0192]
As a method for compensating for the temperature of the lamp 11, there is a method in which the light emission luminance of the lamp 11 is detected and feedback is performed to obtain a predetermined light emission luminance. The circuit diagram is shown in FIG. The photodiode temperature compensation circuit in FIG. 49 includes a photodiode 491, a resistor, and an operational amplifier 425. The light from the lamp 11 is a photodiode PD1The current is excited in proportion to the amount of light emitted, and is converted into a voltage by a current-voltage conversion circuit using an operational amplifier 425a. The other photodiode PD2491b is shielded from light. Therefore, the current-voltage conversion circuit converts the dark current of the photodiode 491b into a voltage by the operational amplifier 425b. The photodiode 491 described above is arranged near the lamp 11.
[0193]
The use of two photodiodes in this way is because the photodiode 491 has a large temperature dependency, so that the output of the two operational amplifiers 425a and 425b is canceled by the subtraction circuit of the subtraction circuit 425c (the influence of the photodiode 491b is reduced). It is. If the voltage applied to the + terminal of the operational amplifier 425d is changed in accordance with the light amount of the lamp 11, when the light amount of the lamp 11 is small (light emission luminance is low), the anode current IaCan be increased, and the brightness of the lamp 11 can be increased to a predetermined value (desired value). Conversely, if the emission luminance of the lamp 11 is high, the anode current IaCan be reduced, and the brightness of the lamp 11 can be reduced to a predetermined value (desired value).
[0194]
In the viewfinder according to the reference example related to the present invention, the observer brings the eye close to the eyepiece cover 1332 (see FIG. 1) (or the eye closely to the eyepiece ring 1335) to display the image displayed on the liquid crystal display panel 1333. You will see. That is, the position of the observer's pupil is substantially fixed. Assuming that all pixels of the liquid crystal display panel 1333 make light go straight, the magnifying lens 1336 emits light from the lamp 11 and enters the effective area of the parabolic mirror 12 after passing through the magnifying lens 1336. , Almost all enter the pupil of the observer. With the magnifying lens 1336, the observer can enlarge and view a small display image on the liquid crystal display panel 1333. That is, an enlarged virtual image can be seen.
[0195]
In the viewfinder, since the position of the pupil of the observer is almost fixed by the eyepiece cover 1332, the light source disposed behind the viewfinder may have narrow directivity. In a conventional viewfinder that uses a light box using a fluorescent tube as a light source, only light that travels within a small solid angle in one direction from an area approximately the same size as the display area of the liquid crystal display panel is used, and it is used in other directions. The traveling light is not used. That is, the light use efficiency is very poor.
[0196]
In the reference example relating to the present invention, a light source 11 having a small luminous body (or a luminous area is used with a limited area) is used, and light radiated from the luminous body at a wide solid angle is made parallel by a parabolic mirror 12 or the like. Convert to near light. In this case, the directivity of the light emitted from the parabolic mirror 12 or the like becomes narrow. If the observer's viewpoint is fixed, the light having the narrow directivity described above is sufficient for use in a viewfinder. If the size of the light emitting body is small, the power consumption is naturally small.
[0197]
As described above, the viewfinder of the reference example related to the present invention utilizes the fact that the observer views the display image while fixing the viewpoint. A normal direct-view liquid crystal display device requires a certain viewing angle, but a viewfinder is sufficient for use if a display image can be observed well from a predetermined direction. Therefore, the light emission area of the lamp 11 can be small, and low power consumption can be realized.
[0198]
In addition, although the small fluorescent discharge tube was illustrated as the lamp 11, it is not limited to this. For example, a flat fluorescent lamp 521 shown in FIG. 52 can be used. In a normal flat fluorescent lamp, a region 311a surrounded by a dotted line in FIG. 52 emits light. The area indicated by the dotted line 311a is larger than the effective display area of the liquid crystal display panel 1333. In the flat fluorescent lamp 521 shown in FIG. 52, only the shaded portion 311 emits light. In other words, the light emitting area is different from the flat fluorescent lamp manufactured by Ushio Inc. It can be easily understood that the power consumption is reduced when the light emitting area is small. In addition, if light emission only from the shaded portion 311 is sufficient, the outer dimensions of the flat fluorescent lamp 521 can be reduced.
[0199]
It is important that the light emitting area of the flat fluorescent lamp 521 is smaller than the area of the effective display area of the liquid crystal display panel 1333. This is a matter common to the lamp 11 of the reference example related to the present invention. That is, when the light emitting element 11 is viewed from the liquid crystal display panel 1333, the visible light emitting area is smaller than the effective display area of the liquid crystal display panel 1333. For example, in the discharge tube in FIG. 2A, the application area of the phosphor 23 is a considerably large area, but the entire area of the area is not compared with the area of the effective display area of the liquid crystal display panel 1333. The area of the light emitting region that can be used effectively is regarded as the light emitting area.
[0200]
Therefore, even if the light emitting area is large, if the light emitted from the lamp 11 is condensed by the condensing means such as the parabolic mirror 12 and the liquid crystal display panel 1333 cannot be illuminated, the light emitting area is actually regarded as small. When the liquid crystal display panel 1333 is in the transmissive state, the area that emits light reaching the observer is recognized as a light emitting area during light emission.
[0201]
Other LEDs can also be used as the lamp 11. FIG. 50 shows an LED and an explanatory diagram thereof. In FIG. 50, 503 is a resin lens, 502 is a light emitter, and 501 is a terminal. The luminous body 502 is constituted by a luminous chip. The light emitting chip is molded with a transparent resin (resin lens 503). The light emission luminance of the LED can be adjusted by controlling a voltage or a current applied to the light emitting chip.
[0202]
The surface of the LED mold resin (resin lens 503) can be used as a lens. In particular, as shown in FIG. 50B, it is preferable that the surface of the mold resin is spherical, and the light emitted from the light emitting body 502 satisfies the aplanatic condition. Assuming that the radius of curvature of the lens surface of the mold resin is r and the refractive index is n, the luminous body 502 is preferably disposed at a position S = (1 + 1 / n) · r away from the vertex 505 of the lens surface.
[0203]
At this time, the image of the light emitting body 502 by the lens surface 504 can be located at a position 508 that is separated from the vertex 505 of the lens surface by S ′ = (1 + n) · r. Since the size of the light emitting body 502 is sufficiently smaller than the diameter of the condensing means such as the parabolic mirror 12, it can be regarded as a point.
[0204]
In FIG. 50B, reference numeral 507 denotes a center of curvature of the lens surface 504, and reference numeral 506 denotes a normal line of the lens surface. When the light emitting body 502 of the LED is resin-molded and the emission surface is a spherical lens, and the light emitted from the light emitting body 502 satisfies the aplanatic condition with respect to the spherical lens, the light incident on the spherical lens from the LED Satisfies the sine condition, so that the luminance uniformity of the liquid crystal display device as viewed from the observer is improved.
[0205]
When the LED emits monochromatic light, one light-emitting chip (light-emitting body 502) may be used, but when white light is emitted, three chips 502a, 502b, and 502c of red, blue, and green are molded into one resin. In this case, particularly, the vicinity of the chip is molded with a resin 503b having a high light scattering property, and the outside thereof is molded with a resin 503a having a slightly high light scattering property. This is because, with such a configuration, three colors of red, blue, and green are mixed, and a good white color is obtained. The chromaticity can be easily changed by changing the current flowing through the three chips.
[0206]
FIG. 53 is an explanatory diagram of a state in which a viewfinder of a reference example related to the present invention is attached to a video camera. The body 1321 of the viewfinder is attached to the video main body 431 by a mounting bracket 1323. Reference numeral 1333 denotes a PD or TN liquid crystal display panel, and the diagonal length of the display screen is 0.5 inch. 533 is a drive circuit for the liquid crystal display panel 1333 mainly shown in FIG. Reference numeral 11 denotes a lamp having a diameter of 2.4 mm and emitting white light. A voltage is supplied to the lamp 11 from the light emitting element power supply circuit 532.
[0207]
The light emitting element power supply circuit 532 supplies the lamp 11 with a filament voltage of 2.1 V and an anode voltage (discharge sustaining) of 12 V. Both voltages are DC voltages. A pulse voltage of 18 (V) of 10 μsec is applied to the anode electrode 25 at the time of starting the lighting.
[0208]
On the other hand, a video signal is output from the CCD sensor 531 in the imaging means 432, applied to the video amplifier 191 of the liquid crystal display panel drive circuit 533, and an image is displayed on the liquid crystal display panel 1333. The video signal recorded on the video tape is reproduced by the reproduction circuit 534 and applied to the video amplifier 191. Reference numeral 202 denotes a battery attached to the video camera body 431, which supplies power to the light emitting element power supply circuit 532, the liquid crystal display panel drive circuit 533, and the reproduction circuit 534.
The viewfinder of the reference example related to the present invention can be applied not only to a video camera but also to an electronic still camera as shown in FIG. Used as a monitor attached to the still camera body 541. The configuration of the viewfinder of the reference example related to the present invention is applied to the viewfinder 1333. Since the capacity of the battery of an electronic still camera is also limited, low power consumption can be achieved by applying the viewfinder of the reference example related to the present invention.
[0209]
The items described above are also applicable to other viewfinders, video cameras, pocket televisions, head mounted displays, and the like, which are related to the present invention.
[0210]
The above configuration illuminates the liquid crystal display panel 1333 by converting the light from the lamp 11 into parallel light using the parabolic mirror 12 or the like. However, even if it is not a parabolic mirror as shown in FIG. 55, the liquid crystal display panel 1333 can be illuminated by using the convex lens 552 to convert the light emitted from the lamp 11 into parallel light.
[0211]
The light emitting area of the lamp 11 may be arranged at the focal point of the convex lens 552 as shown in FIGS. 58 (a) and 58 (b), or at a position farther than the focal length f as shown in FIG. 58 (c). The lamp 11 may be arranged at the bottom.
[0212]
Further, as shown in FIG. 58 (d), the lamp 11 may be arranged within a distance shorter than the focal length f. However, in the case of the configuration as shown in FIG. 58D, the reflection plate 551 is arranged on the rear surface of the lamp 11. This is to increase the apparent light emitting area. The total length of the viewfinder can be reduced. The viewfinder of FIG. 55 has a configuration employing the configuration of FIG. 58D.
[0213]
In addition, the illumination lens (convex lens 552) may be composed of a Fresnel lens 552a as shown in FIG. At that time, the incident surface of the Fresnel lens 552a is made concave. This is to prevent light emitted from the lamp 11 from being reflected when entering the lens. This is the same for the lens 552b in FIG. 59B and the lens 552d in FIG. 59C. The number of convex lenses is not limited to one, but may be two or more as shown in FIG. 59 (b), or may be one as shown in FIG. 5 (c). As a matter of course, a biconvex lens may be used. As shown in FIG. 60, one of the lenses 603 may have a convex surface 601 and the other surface may have a Fresnel surface 602. Of course, it may be manufactured by bonding a plano-convex lens and a Fresnel lens.
[0214]
Note that a lens used for illumination of the liquid crystal display panel 1333 such as the convex lenses 552 and 603 is preferably made of polycarbonate. Since the refractive index is higher than acrylic, the lens thickness can be reduced. Polycarbonate has a large dispersion coefficient. However, since it is used for an illumination system, color shift does not occur due to a wavelength fraction, which is practically sufficient.
[0215]
FIG. 1 shows an illumination optical system composed of a reflector such as a parabolic mirror 12 and a lamp 11. FIG. 55 shows an illumination optical system including an illumination lens 552, a lamp 11, and a reflection plate 551. An auxiliary lens 553 is arranged on the light emission side of the liquid crystal display panel 1333. The reflection plate 551 is arranged on the rear surface of the lamp 11. The lamp 11 is arranged so that the focal point f of the illumination lens 552 is located in front of the light emitting surface of the lamp 11 (see FIG. 58A), the lamp 11 is arranged behind the lamp (see FIG. 58B), and the lamp 11 Is arranged at a distance position longer than the focal length f (see FIG. 58 (c)), and a configuration where the lamp 11 is arranged within the focal length (see FIG. 58 (d)). 58 (d) is the most preferable because the total length of the viewfinder becomes short.
[0216]
Light reflected from the lamp 11 to the rear surface is reflected by the reflector 551 and enters the illumination lens 552. That is, the reflection plate 551 can be regarded as apparently having a large luminous body image of the lamp 11. In the case of FIG. 58 (a) or FIG. 58 (b), the light in a part of the light emitting region of the lamp 11 is collected. Therefore, high brightness display can be realized by setting the light collecting area to the area where the lamp generates the highest brightness.
[0217]
As shown in FIG. 57, a major feature is that the principal ray incident on the liquid crystal display panel 1333 is made substantially perpendicular to the surface of the liquid crystal display panel 1333 by the illumination lens 552 and the auxiliary lens 553. This is because the TN liquid crystal display panel can satisfactorily modulate light that is substantially perpendicular to the panel surface, and can realize good black display (in the NW mode). When light is obliquely incident on the panel surface of the liquid crystal display panel 1333, the arrangement direction of the liquid crystal molecules arranged by applying a voltage does not coincide with the traveling direction of the incident light, and light leaks from the analyzer. It becomes impossible to display black.
[0218]
If there is no auxiliary lens 553, the light radiated from the lamp 11 needs to squeeze toward the magnifying lens 1336 as shown by 51b. The effective diameter of the magnifying lens 1336 is usually small (to limit the direction in which the observer views the display image on the panel 1333, and to reduce the diameter of the magnifying lens 1336 to make it compact or the like). Therefore, it is necessary to increase the positive power of the illumination lens 552 and make the diameter of the illumination lens 552 larger than the effective diagonal length of the liquid crystal display panel 1333 (the diagonal length of the screen display area). Therefore, the lens center thickness of the illumination lens 552 is inevitably increased, and the viewfinder becomes large. Naturally, the light incident on the liquid crystal display panel 1333 also becomes oblique, so that the display contrast decreases. The auxiliary lens 553 has the effect of reducing the thickness of the illumination lens 552 and the effect of improving the display contrast by making the light incident on the liquid crystal display panel 1333 almost vertical. FIGS. 140 and 141 are examples of optical design.
[0219]
The illumination lens 552, the liquid crystal display panel 1333, and the auxiliary lens 553 are attached to a cylindrical body 1321b (see FIG. 55), and the body 1321a to which the cylindrical body 1321b and the lamp 11 are attached and an eye cap (eyepiece cover 1332). Is configured to be able to freely operate (movable) with the body 1321c to which is attached.
[0220]
FIG. 56 is a configuration diagram in which the entire length of the viewfinder is shortened by being movable. The distance between the lamp 11 and the illumination lens 552 is reduced, and the distance between the auxiliary lens 553 and the magnifying lens 1336 is also reduced. FIG. 56 is a cross-sectional view when the viewfinder is not used. The overall length is shortened and portability is improved. When the viewfinder is used, it is stretched as shown in FIG. 55 so that the illumination lens 552 is located at a position where the light emitted from the lamp 11 can be favorably collected.
[0221]
It should be noted that the inner surface of the body 1321 of the viewfinder is made black or dark to absorb light. This is to prevent the display contrast of the display panel 1333 from being lowered by light irregularly reflected by the convex lenses 552, 553 and the like.
[0222]
Note that a polycarbonate resin can be used for the auxiliary lens 553 similarly to the illumination lens 552. Polycarbonate has a higher refractive index than acrylic or the like and can reduce the thickness of the lens, so that the weight of the viewfinder can be reduced.
[0223]
As shown in FIG. 56, the filament 24 of the lamp 11 is arranged at an angle of θ from the front position of the lamp. As will be described later, θ is set to 30 degrees or more and 60 degrees or less. The reason will be described below with reference to FIG. The terminal 16a (see FIG. 2) is connected to the point A of the filament 24, and is set to the ground potential (GND). A terminal 16b is connected to the point B of the filament 24, and a filament voltage is applied. In FIG. 9, the reflection film 91 is formed on the inner surface or the outer surface of the lamp case 21. However, the case where the reflection film 91 is used as the light emitting element 11 of the viewfinder of the reference example related to the present invention is not limited thereto. A material that is not formed, such as 8, may be used.
[0224]
FIG. 61B shows an arrangement of the filament 24 and the anode electrode 25. The anode electrode 25 is formed in a planar shape, and is attached to the tip of the terminal 16c. The longitudinal direction of the filament 24 and the longitudinal direction of the anode electrode 25 are arranged so as to be orthogonal to each other.
[0225]
FIG. 61 (a) shows a measurement of the luminance distribution in the circumferential direction based on the midpoint of the diameter of the lamp case 21 in the arrangement state of the filament 24 and the anode electrode 25 as shown in FIG. 61 (b). Shown in It is assumed that the reflection film 91 is not formed on the lamp case 21. As is clear from FIG. 61A, the luminance becomes highest at 45 degrees (DEG.) And 315 degrees. Further, the luminance becomes lowest at 0 degrees and 180 degrees.
[0226]
The thermoelectrons emitted from the filament 24 are accelerated by the anode voltage of the anode electrode 25. Therefore, the greater the potential difference between the filament 24 and the anode electrode 25, the greater the acceleration and the greater the amount of generated ultraviolet light. Since the point A of the filament 24 is GND, the potential difference between the anode electrodes 25 is large. Therefore, as shown in FIG. 61 (a), the emission luminance becomes highest at the angle between the longitudinal direction (0-180 degrees) of the filament 24 and the central portion in the longitudinal direction (90-270 degrees) of the anode electrode 25. is there. In the viewfinder of FIG. 55, in the case of FIGS. 58 (a) and (b), it is more advantageous to direct the highest luminance area to the liquid crystal display panel 1333 side. In the case of FIG. 58B, it may be more advantageous to arrange as shown in FIG. In any case, when the liquid crystal display panel 1333 is illuminated by regarding the lamp 11 as a point light source, it is advantageous to arrange it as shown in FIG. Therefore, in the case of FIG. 55, the angle range of 30 degrees or more and 60 degrees or less with respect to the longitudinal direction of the filament 24 may be directed toward the liquid crystal display panel.
[0227]
It should be noted that the clockwise direction is 30 degrees or more and 60 degrees or less, but it is needless to say that the range of 300 degrees or more and 330 degrees is 30 degrees or more and 60 degrees in the counterclockwise direction.
[0228]
The lowest brightness at 0 degrees and 180 degrees is due to the shadow of the filament 24. Therefore, it is not preferable to use this surface facing the surface A (the front of the lamp 11).
[0229]
In order to further improve the light emission luminance of the surface A, it is preferable to form a depression in the lamp case 21 as shown in FIG. This is because the emission luminance is determined depending on whether or not a fluorescent substance is present in the vicinity of the generated ultraviolet light. The higher the ultraviolet density, the higher the emission luminance. However, if it is too close to the filament 24, the oxide of the filament 24 may be scattered to the phosphor and blackened to lower the luminance. In any case, as shown in FIG. 61 (c), if a depression, a concave portion, or a flat portion is formed, the generated ultraviolet rays are effectively irradiated to the phosphor, and the emission luminance of the A surface (light emission surface) is increased.
[0230]
The method of configuring the viewfinder with the highest light emission luminance portion as the target in consideration of the arrangement direction of the filament 24 of the lamp 11 described in FIG. 61 can be applied to other display devices. A display device having a light emitting unit and a display panel according to a reference example relating to the present invention corresponds to the viewfinder of the present invention. Therefore, the viewfinder of the present invention includes a monitor section used for a video camera, a display section of a pocket television, a display section of a mobile phone, a display section of an electronic still camera, a direct-view liquid crystal television, a head mounted display, and the like in the concept of the viewfinder. Therefore, the configuration method of the reference example related to the present invention described in this specification can be applied not only to other video cameras but also to the following display devices.
[0231]
FIG. 62 is an explanatory diagram when the method of FIG. 61 is applied to a direct-view display device. As shown in FIG. 62, the filament 24 in the lamp 11 is arranged to be inclined in a predetermined direction as shown in FIG. 61, and the A surface is arranged toward the edge of the light guide plate 621. The rear surface of the lamp 11 is covered with a reflection plate 551 or the like to increase the output light to the A surface. The reflection plate 551 (or the reflection film) is exemplified by Silverlux manufactured by Sumitomo 3M Limited. Many other sheets having a reflectance of 90% or more on which Al is deposited are commercially available. Of course, a reflection plate of Al or the like may be used.
[0232]
It is more preferable to make the surface A concave, because the light emission luminance increases. The light radiated from the lamp 11 is transmitted while being reflected in the light guide plate 621, and is scattered and radiated toward the display panel 1333 when entering the diffusion portion (622 f). The diffusion plate 15 is for preventing the pattern of the diffusion portion 621 from being seen. Further, as the distance from the lamp 11 increases, the formation area of the diffusion portion 622 increases. This is to make the luminance of the light guide plate 621 uniform.
[0233]
Since the lamp 11 is of a hot cathode type, the anode current IaThe display brightness of the light guide plate 621 can be easily adjusted only by adjusting. In addition, since light is emitted at a low DC voltage of 20 (V) or less, a high voltage is not required unlike a cold cathode lamp, and radio wave radiation noise does not occur.
[0234]
Naturally, a reflecting plate 551 made of metal as shown in FIG. 63 may be used. The reflection plate 551 is larger than the width of the display area of the display panel 1333. What is necessary is just to comprise using the reflection sheet etc. which were illustrated previously. In addition, a prism plate 631 may be provided to increase light incident on the display panel 1333. Since the light emission pattern of the lamp 11 may be displayed as it is, the diffusion plate 15 is disposed between the lamp 11 and the display panel 1333.
[0235]
The viewfinder shown in FIG. 55 has a configuration in which the effective diameter of the illumination lens 552 is smaller than the opening of the reflector 551.
[0236]
It is effective to bring the reflector 551 closer to the lamp 11 and increase the area as shown in FIG. This is because the lamp 11 can be brought closer to the illumination lens 552, and the total length of the viewfinder can be shortened. By increasing the size of the reflector 551 as compared to FIG. 55, the apparent light emitting area of the lamp 11 increases.
[0237]
In FIG. 64, a light beam 51a emitted from the front surface (region a) of the lamp 11 is directly incident on the illumination lens 552, passes through the liquid crystal display panel 1333, the auxiliary lens 553, and the magnifying lens 1336, and the eye point 641 of the observer. (The pupil of the observer). On the other hand, light emitted from the side surface (region b) of the lamp 11 is reflected once by the reflector 551, enters the illumination lens 552, becomes a light beam 51b, and enters the eye point 641 of the observer. The light emitted from the rear surface (region c) of the lamp 11 is reflected by the reflector 551, returns to the lamp 11, and is scattered again by the phosphor 23, thereby contributing to the improvement of the brightness of the lamp 11. That is, in the configuration of FIG. 64, light emitted from the entire periphery of the lamp 11 can be effectively used, and the light use efficiency is high.
[0238]
The aperture diameter k of the reflection plate 551 is preferably d / 2 <k, where d is the width of the effective display area of the liquid crystal display panel 1333 (4 for a 4: 3 screen).
[0239]
In the configuration of FIG. 64, the lamp 11 and the reflection plate 551 (or reflection sheet) are separated from each other. A configuration in which a transparent resin 381 is filled between the reflector 551 and the lamp 11 as shown in FIG. 65 is also effective. This is because the transparent resin 381 has an effect of keeping the lamp 11 warm and an effect of preventing damage due to impact. Further, as shown in FIG. 66, it is effective to make the light exit surface of the transparent resin (transparent holder 381) into a convex lens shape (or a convex shape). This is because the light exit surface functions as a lens having positive power, and the thickness of the illumination lens 552 can be reduced.
[0240]
Note that the transparent resin may be made of a transparent inorganic material such as glass. Also, as shown in FIG. 40, a configuration in which a slight space is provided between the lamp 11 and the transparent resin (transparent holder 381) to improve the heat retaining effect of the lamp 11 is also effective. Further, the illumination lens 552 and the reflection plate 551 may be integrated to be configured as shown in FIG.
[0241]
In the configuration of the viewfinder using the auxiliary lens 553 as shown in FIG. 55, it is a problem that dust adheres to the flat surface of the auxiliary lens 553. This is because dust may be seen by an observer near the display surface of the liquid crystal display panel 1333. Therefore, the plane portion of the auxiliary lens 553 needs to be 3 mm or more, preferably 5 mm or more, larger than the light emission surface of the display panel 1333. As another configuration, as shown in FIG. 68, a method is also effective in which the auxiliary lens 553 is fitted into the panel holder 681, and the space between the light emitting surface of the display panel 1333 and the auxiliary lens 553 is sealed to prevent dust from entering. According to this configuration, dust does not adhere to the flat portion of the auxiliary lens 553, and dust does not adhere to the surface of the display panel 1333. The auxiliary lens 553 may be resin-molded according to the size of the opening of the panel holder 553. In order to further improve the sealing property, a cushioning material such as rubber may be interposed between the panel holder 681 and the auxiliary lens 553.
[0242]
It is also effective to inject a transparent resin 381 between the auxiliary lens 553 and the display panel 1333 to integrate them. The transparent resin 381 is selected to have a refractive index substantially equal to that of the auxiliary lens 381. Acrylic adhesive, silicone gel, ethylene glycol, epoxy adhesive and the like are exemplified. According to this configuration, the interface reflection of the auxiliary lens 553 is eliminated and the light transmittance is improved. In addition, the liquid crystal display panel 1333 and the auxiliary lens 553 also eliminate interference and improve image display quality.
[0243]
In FIG. 56, it has been described that when the viewfinder is not used, the distance between the illumination lens 552 and the lamp 11 is shortened to improve portability. However, even if the distance is shortened, as shown in FIG.1And the diameter d of the lamp 112It cannot be shorter than the sum of
[0244]
In order to solve this, there is a method of disposing the lamp 11 below the illumination lens 552 at the time of storage as shown by a dotted line in FIG. The lamp 11 can be rotated by 90 degrees around the point A. FIG. 70 shows a view from the lateral direction. The liquid crystal display panel 1333 needs to be mounted on the panel holder 681 to hold it. The vertical length of the illumination lens 552 may be the vertical length of the liquid crystal display panel 1333 (for example, 9 when the panel is 16: 9) + α. Therefore, a space is formed in the upper and lower portions of the illumination lens 552. This is particularly remarkable when the size of the liquid crystal display panel 1333 is horizontally long as in a wide-capacity panel. The lamp 11 is housed in this space by rotating the lamp 90 degrees.
[0245]
As the storage mechanism, first, the lamp 11 is rotated about the point A and is pushed down. Next, the illumination lens 552 and the liquid crystal display panel 1333 are shifted rearward as shown in FIG. Those skilled in the art will easily consider the lamp rotation mechanism and the like. The key point is that there are spaces above and below the illumination lens 552.
A configuration in which the lamp 11 is pulled out from the optical axis is also conceivable. This method is shown in FIGS. 71 to 73. The lamp 11 is attached to a socket 711, and a knob 712 is attached to the socket 711. The observer grasps the knob 712 and retracts the lamp 11 from the optical axis 715 as shown in FIG. 72 during storage (when the viewfinder is changed from the use state to the non-use state). Next, when the lamp 11 is pulled out, the illumination lens 552, the liquid crystal display panel 681 and the like are moved backward by a motor or the like, and the state shown in FIG. 73 is obtained.
[0246]
It is desirable that the magnifying lens 1336 be attached to the cylindrical body 714 so as to be separated from the body 713. Then, at the same time as the illumination lens 552 is lowered backward, it is accommodated in the body 713 as shown in FIG. Such a configuration is easy. For example, there is a configuration in which a shooting lens protrudes forward when a switch is turned on in a compact camera. This mechanism may be adopted. With the same configuration, it can be realized that the illumination lens 552 is mechanically lowered backward.
[0247]
73, the overall length of the viewfinder can be greatly reduced by a configuration in which the lamp 11 is pulled out from the optical axis 715 or a configuration in which the lamp 11 is stored below or above the illumination lens 552 as shown in FIG. Is good. Further, by storing the body 714 holding the magnifying lens 1336 in the body 713, the overall length can be significantly reduced.
[0248]
Although the auxiliary lens 553 is fitted in the panel holder 681 in FIG. 68, it is preferable that the illumination lens 552 be fitted in the panel holder 681 as shown in FIG. This is because dust does not adhere to the back surface of the liquid crystal display panel 1333, and good image display can be realized. Further, the space between the illumination lens 552a and the liquid crystal display panel 1333 is filled with a transparent resin 381b or the like, because the interface loss is eliminated and the light utilization efficiency is improved. It is needless to say that the magnifying lens 1336, the auxiliary lens 553, the illumination lens 552a and the like can be replaced by Fresnel lenses.
[0249]
As a method of shortening the entire length of the viewfinder, as shown in FIG. 75, there is a configuration in which the optical axis 715b of the lamp 11 and the optical axis 715a of the magnifying lens 1336 are substantially orthogonal to each other. A mirror 751 is arranged to bend the optical axis 715. Light from the lamp 11 is collected by the illumination lens 552 and bent by the mirror 751 to illuminate the liquid crystal display panel 1333. The depth d can be reduced as compared with FIG. FIG. 76 shows a perspective view at that time for easier understanding. The lamp 11 may be arranged in the direction shown in FIG. 76 or the direction shown in FIG. 77, or may be arranged vertically as shown in FIG. The illumination lens 552 may be replaced with a Fresnel lens 552b as shown in FIG.
[0250]
Further, there is also a configuration in which the liquid crystal display panel 1333 is arranged horizontally as shown in FIG. It is promising as a configuration to shorten the overall length. In particular, it is desirable to adopt this configuration when a space can be provided above the viewfinder.
[0251]
Next, a description will be given of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention in which the illumination lens 552 is a planar condensing unit such as a Fresnel lens and a diffusion plate (sheet) 15a is disposed between the Fresnel lens 552 and the liquid crystal display panel 1333. I do.
[0252]
The reference example relating to the present invention uses a lamp 11 having a small light-emitting area, and converts light emitted from the light-emitting area at a wide solid angle into light that is nearly parallel by a Fresnel lens 552, as before. In this case, the directivity of the light emitted from the lens becomes narrow. If the observer's viewpoint is fixed, the light having the narrow directivity described above is sufficient for use in a viewfinder. As described above, when the size of the light emitting region is small, the power consumption is naturally small.
[0253]
As described above, the viewfinder of the reference example related to the present invention utilizes the fact that the observer views the display image while fixing the viewpoint. A normal direct-view liquid crystal display device requires a certain viewing angle, but a viewfinder is sufficient for use if a display image can be observed well from a predetermined direction.
[0254]
The viewfinder shown in FIG. 83 uses a Fresnel lens 552 to collect light emitted from the lamp 11. The Fresnel lens 552 is manufactured using acrylic plastic or glass such as BK7. The Fresnel lens 552 has a state in which when the light from the lamp 11 is incident on the display panel 1333, it becomes substantially parallel light. The plane of the Fresnel lens 552 is provided with a single-layer anti-reflection coating to prevent light reflection.
[0255]
Although one Fresnel lens 552 is used in FIG. 83, a plurality of lenses may be used as in FIG. 59B. The same applies to the illumination lens 552 in FIG. 55 and the like, but the lens is preferably an aspheric surface such as an elliptical surface. With an aspherical surface, it is possible to satisfactorily illuminate the periphery of the display panel 1333, and it is possible to increase the light amount ratio (peripheral light amount ratio) between the center and the periphery of the display panel 1333.
[0256]
The light on the rear surface of the lamp 11 is reflected as shown by the reflection plate 831. The F values of the magnifying lenses 1336a and 1336b are about 3.5 to 4.5, respectively. Therefore, it is preferable that the F value of the light incident on the display panel 1333 (the F value of the illumination system) be lower than that. Of course, the magnifying lens 1336a may be configured as a single piece as shown in FIG.
[0257]
The F value of the illumination light is specifically 4 or less. The F value is a design item determined by the distance between the display panel 1333 and the lamp 11, the effective diagonal length of the display panel 1333, and the power of the Fresnel lens 552. The area of the light-emitting region of the lamp 11 is set to be 1 mm or more and 10 mm or less in diameter.
[0258]
In particular, when a TN liquid crystal display panel is used as a light modulator (liquid crystal display panel 1333), the diameter is generally set to 1/10 or more and 1/2 or less of the effective diagonal length of the panel. Preferably, it is 1/8 or more and 1 / (2.5) or less. In particular, for example, the diameter is set to 2 mm or more and 5 mm or less for 0.5 inch, and 4 mm or more and 10 mm or less for an effective diagonal length of 0.7 inch.
[0259]
Note that the diameter refers to an area of a region that can be condensed by the Fresnel lens 552 and irradiated to the liquid crystal display panel 1333. Therefore, even if the diameter is large, if the Fresnel lens 552 cannot collect light, the diameter is effectively regarded as small.
[0260]
When a PD liquid crystal display panel is used for the view finder of the reference example related to the present invention, a pinhole plate should be arranged in front of the lamp 11. Of course, when the light emitting area of the lamp 11 is very small, it goes without saying that a pinhole plate is not required.
[0261]
The pinhole plate has a function of making a region where light is emitted from the lamp 11 a small region. When the area of the hole increases, the display image on the PD liquid crystal display panel becomes brighter, but the contrast decreases. This is because the amount of light incident on the Fresnel lens 552 increases, but the directivity of the incident light deteriorates. For example, when the diagonal length of the display area of the liquid crystal display panel 1333 is 28 mm (1.1 inches), the area that emits light is approximately 15 mm.2You should: This corresponds to the diameter of a pinhole with a diameter of approximately 4 mm. Preferably 10 mm2Should be:
[0262]
However, if the diameter of the hole is too small, the directivity of light becomes narrower than necessary, and when the viewfinder is viewed, the display screen becomes extremely dark even if the viewpoint is slightly shifted. Therefore, the area of the hole is at least 2 mm2The above area should be secured. As an example, when the hole has a straight line of 3 mm, the brightness of the display screen is equal to or higher than that of a viewfinder using a conventional surface light source, and the contrast at that time is 20 or more.
[0263]
The light emitting area, or hole, should be considered in the range of 1 mm to 5 mm or less in diameter. If the ratio is defined by the display area and the area ratio of the hole for emitting light, it must be 20: 1 or less. Preferably it is 40: 1 or less. However, from the viewpoint of the viewing angle, it is preferable to set the ratio to 200: 1 or more. The above applies to other viewfinders of the reference example related to the present invention.
[0264]
Items related to the filament 24 of the lamp 11 are arranged so that the side A faces the display panel 1333 side as shown in FIG.
[0265]
A reflector 831 is provided on the rear surface of the lamp 11. This is because light emitted backward in the viewfinder is wasteful. By arranging the reflecting means (reflecting plate 831) on the rear surface of the lamp 11, the amount of luminous flux radiated from the front surface increases, and the brightness of the lamp 11 can be increased.
[0266]
FIG. 41 shows an example of an optical design when the Fresnel lens 552 is an aspherical lens and the diffusion plate 15 is not provided.
[0267]
As the reflection plate 831, an aluminum plate or a stainless plate processed is exemplified. Alternatively, a thin film of aluminum or the like may be deposited on the back surface of glass or the like. Further, as shown in FIG. 90, the reflecting plate 831 may be disposed so as to be in close contact with the lamp 11, and the space between the lamp 11 and the reflecting plate 831 may be filled with a transparent adhesive 381 or the like. The transparent adhesive 381 fixes the reflector 831 and the lamp 11 integrally and facilitates mounting on the body 1321, reduces the loss due to interface reflection between the reflector 831 and the lamp 11, and emits the light to the front. It has the function of increasing the amount of light.
[0268]
Further, as shown in FIG. 83 (b) and FIG. 90, the vertex of the lamp 11 is a flat surface. This is because the reflector 831 can be easily attached to the lamp 11 (if the apex is spherical, it is difficult to attach), and the light flux at the apex is reflected to effectively guide the light to the front of the lamp. . Of course, the reflection plate 831 and the lamp 11 may be arranged as shown in FIG.
[0269]
By configuring the lamp portion as shown in FIG. 83 (b), the luminous flux at the rear and top portions of the lamp 11 can be effectively guided to the lamp side surface, and the light emission luminance to the front surface can be increased. According to the experiment, the luminance was improved by about 30% or more when the reflector 831 was provided, and the luminance unevenness on the front face was significantly reduced as compared with the case without the reflector 831.
[0270]
Note that the color temperature of the lamp 11 can be adjusted if one color of the reflecting plate 831 can be favorably reflected. For example, if the reflection plate 831 reflects red strongly, the color temperature of the lamp 11 decreases. Conversely, if blue is strongly reflected, the color temperature will increase. As a realizing means, a pigment or a pigment may be added to the adhesive 381. This also applies to the case where the reflection plate 831 itself is colored. For example, red aluminum foil.
[0271]
Light emitted from the lamp 11 uniformly illuminates the effective display area of the liquid crystal display panel 1333 by the Fresnel lens 552. However, it is better that the illuminated range is slightly wider than the effective display area diameter. This is because, when a display image on the display panel 1333 is viewed from the magnifying lens 1336, even if the viewing angle is slightly changed, the four corners of the panel are prevented from becoming dark.
[0272]
The light emitting area of the lamp 11 is set near the focal point of the condenser lens 522. 58A, when the focal point f of the lens is on the surface of the light emitting area of the lamp 11 as shown in FIG. 58A, the focal point of the lens is the rear end of the lamp 11 as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 58C, the case where the focal point of the lens is at the defocused position is also included. According to the experiment, the state shown in FIG. 58B shows that the distance d from the vertex of the condenser lens 552 to the rear end of the lamp 11 becomes shorter, and the light emitting area of the light emitting element (the lamp 11) as viewed from the condenser lens 552. Is large, so that the viewing angle of the viewfinder is widened, which is preferable. When the diameter of the lamp 11 was 5.1 mm and the liquid crystal display panel 1333 was 0.5 inch, d was about 12 mm, and when it was 0.7 inch, d was about 17 mm.
[0273]
When the liquid crystal display panel 1333 is a TN liquid crystal display panel, the display contrast is improved when the directivity of light incident on the liquid crystal display panel 1333 is narrow. This is because the analyzer 1334b (see FIG. 23) is most used when the orientation direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer of the liquid crystal display panel 1333 (when voltage is applied to the liquid crystal layer) and the direction of incident light match. This is because transmitted light is reduced.
[0274]
The conventional viewfinder includes a surface light source, and light from the surface light source enters the liquid crystal display panel 1333. The light from the surface light source is scattered light (light without directivity). Therefore, the orientation direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal display panel 1333 (when a voltage is applied to the liquid crystal layer) does not match the direction of the incident light. Therefore, the amount of light transmitted through the analyzer 1334b increases, and the display contrast deteriorates.
[0275]
On the other hand, in the viewfinder and the like of the reference example related to the present invention, the light emitted from the light emitting element (lamp 11) is converted into light with narrow directivity by using a condensing means (such as a Fresnel lens 522 or a reflector 831). Is done. Therefore, light with narrow directivity is incident on the liquid crystal display panel 1333. Therefore, the alignment direction of the liquid crystal molecules (when a voltage is applied to the liquid crystal layer) matches the direction of the incident light, and the display contrast is improved. This is the same even when a PD liquid crystal display panel is used as the light modulating means. That is, although the PD liquid crystal display panel does not use the analyzer 1334b, the liquid crystal molecules in the water-droplet liquid crystal 245 (see FIG. 24) are aligned in one direction, and the light transmittance is determined when the aligned direction matches the direction of the incident light. This is because the display contrast is improved as a result of the improvement. The same applies to the viewfinder of another reference example related to the present invention shown in FIG. 1 and the like.
[0276]
In FIG. 83 and the like, the pitch of the Fresnel lens 552 is very wide, but this is for ease of illustration, and in fact, it is usually formed at a very short pitch of at least 1 mm or less. is there.
[0277]
On the light exit surface of the Fresnel lens 552, a diffusion plate 15 is disposed as light scattering means. Examples of the diffusion plate 15 include those formed by combining a special glass fiber and a polycarbonate resin sold by Tsutsunaka Plastics Industry Co., Ltd. (for example, ECB1020 and ECB1010). However, this seems a bit too diffuse. The light-up series MX100, SX100, SH100, etc. of Kimoto Corporation are appropriate. The diffusion plate 15 having a total light transmittance (%) of 80% or more is used. If the total light transmittance is poor, the amount of light reaching the liquid crystal display panel 1333 is reduced, and the display screen is darkened. As a result, the power consumption of the light source is increased. However, if the total light transmittance (%) is high, the grooves of the Fresnel lens 552 are visible through the liquid crystal display panel 1333.
[0278]
It may be argued that the diffusion plate 15 used in the viewfinder or the like of the reference example related to the present invention is not the same as the diffusion plate of the conventional viewfinder. However, the configuration, purpose, and effect are completely different as described below.
[0279]
In the conventional view finder, as shown in FIG. 138, light from a fluorescent tube is scattered by a diffusion plate 15a to form a surface light source. The surface light source ideally emits a luminous flux in all directions, and is almost the same (perfectly diffused surface) regardless of the luminance measured from any direction. The reason why the light emission pattern of the fluorescent tube is visible as shown in FIG. 138 is that a large amount of light flux travels straight through the diffusion plate 15a. This is because the use of a surface light source is incomplete, and the diffusion plate 15a is ideally for obtaining a perfect diffusion surface. Therefore, scattered light enters the liquid crystal display panel 1333.
[0280]
On the other hand, the view finder and the like of the reference example related to the present invention described in the section of this embodiment collects the light from the lamp 11 by a condensing means (illumination lens, Fresnel lens 552) to form substantially parallel light. (Light with narrow directivity), and the converted light passes through the diffusion sheet (plate) 15 and enters the liquid crystal display panel 1333. The diffusion sheet (plate) 15 is not intended to form a surface light source. Since moire is generated due to interference between the pixels of the liquid crystal display panel 1333 and the grooves of the Fresnel lens 552 or the like, it is used to slightly widen the directivity of light. Also, it makes the groove of the Fresnel lens 552 that is faintly visible through the magnifying lens 1336 or the like difficult to see. Therefore, light with narrow directivity mainly enters the liquid crystal display panel 1333. That is, light having a narrow directivity is dominant. In the reference example related to the present invention, light slightly scattered by the diffusion plate 15 is incident on the liquid crystal display panel 1333 in an auxiliary manner.
[0281]
From the above, even if the diffusion plate 15 and the diffusion plate 15a have the same function of "scattering" light, they basically differ in "whether or not they form a surface light source". Further, while the conventional viewfinder makes light having no directivity incident on the liquid crystal display panel 1333, the viewfinder and the like of the reference example related to the present invention described in this section employ light collecting means (condensing lens, This is fundamentally different in that the light is converted into light with narrow directivity by the Fresnel lens 552) and the light with narrow directivity is incident on the liquid crystal display panel 1333.
[0282]
The light may interfere with the pixel pitch Pd of the liquid crystal display panel 1333 and the pixel pitch Pr of the Fresnel lens 552, and moire may occur.
By arranging the diffusion plate 15 between the Fresnel lens 552 and the liquid crystal display panel 1333, even if moire occurs, it is difficult to see. The pitch P of the generated moire is
[0283]
(Equation 1)
Figure 0003594577
[0284]
Can be expressed as The maximum moiré pitch is the minimum
[0285]
(Equation 2)
Figure 0003594577
[0286]
And the degree of modulation of moiré decreases as n increases. Therefore, Pr / Pd may be determined so as to satisfy (Equation 2). However, since the Fresnel lens 552 is formed with concentric grooves and the pixels of the liquid crystal display panel 1333 are arranged in a matrix, it is somewhat difficult to determine the pitches Pr and Pd in (Equation 2). However, a value that can further reduce the occurrence of moiré can be derived through experiments and the like in consideration of (Equation 2).
[0287]
Note that, in (Equation 2), n is an integer value. The pixel pitch Pd is a constant value because it is determined by the pixel size of the liquid crystal display panel 1333 and the like. Therefore, it is necessary to determine the pitch Pr of the Fresnel lens 552 at an optimum value in consideration of the production of the Fresnel lens 552. Since n is an integer value, Pr is a quantum value. At the time of manufacturing the Fresnel lens 552, it is difficult to determine the value of Pr by matching the above equation due to problems in accuracy and processing. Therefore, the value of Pr slightly deviates from the ideal value. In practice, there is no problem even if the distance is a little. As a guide, it may be within ± 20%, preferably within ± 10%.
[0288]
The Fresnel lens 552 is formed by processing acrylic or polycarbonate resin. As an example, a product sold by Koyo Co., Ltd. can be used. When the Fresnel lens 552 is small, it can be manufactured using a machine tool. However, when it is manufactured in large quantities, it is easier to manufacture it using a mold, and the cost can be reduced. Although the Fresnel lens 552 has a flat surface facing the lamp 11, the reflectivity is reduced, and this is to increase the amount of light incident on the Fresnel lens 552. Also, it is to satisfy the sine condition.
[0289]
In FIG. 83, the light collecting means is constituted by using one Fresnel lens 552, but it is needless to say that the light collecting means may be constituted by using a plurality of Fresnel lenses 552. Further, a Fresnel lens 552 and a plano-convex lens may be combined. The configuration shown in FIG. 60 may be used. FIG. 59A shows a configuration in which the light incident surface of the Fresnel lens 552a is concave. By forming such a concave surface, the angle of light incident on the lens becomes relatively small, and the reflected light decreases.
[0290]
In the description of the viewfinder of the reference example related to the present invention, substantially parallel light is made incident on the liquid crystal display panel 1333, but the present invention is not limited to this. For example, in the case of the light ray 51b in FIG. 57, the principal ray incident on the liquid crystal display panel 1333 is oblique, but even if it is slightly oblique, practical use does not hinder.
[0291]
The diffusion plate 15 is disposed between the liquid crystal display panel 1333 and the Fresnel lens 552 so that the groove of the Fresnel lens 552 can be seen through the magnifying lens 1336. However, the part that can be seen particularly well (will be seen) is the central part of the Fresnel lens 552 (the area shown by 921 in FIG. 92). The outer peripheral portion of the Fresnel lens 552 is hardly visible. Therefore, as shown in FIG. 92B, a diffusion portion 921 is formed at the center of the Fresnel lens 552. Specifically, the diffusion portion 921 corresponds to, for example, one obtained by reducing the size of the diffusion plate 15. In addition, it is also effective to apply the technical idea of FIG.
[0292]
The diffusion plate 15 is an optical low-pass filter, and is a concept including a diffraction grating, a prism sheet, a microlens array, a cell hook lens array, and the like in addition to the diffusion plate described above. Furthermore, a method using the following MTF concept without using a low-pass filter such as a diffusion plate is also included.
[0293]
The diffusion plate 15 deteriorates the directivity of the light emitted from the light collecting means (Fresnel lens, light collecting lens 522), and lowers the display brightness of the liquid crystal display panel 1333. Therefore, MTF (Modulation Transmission Function) may be considered as one method of a configuration that does not require the diffusion plate 15. The description is shown in FIG. Normally, the magnifying lens 1336 is focused on the light modulation layer of the liquid crystal display panel 1333 (the focus is adjusted so that the virtual image of the light modulation layer can be seen well. Adjust the position of the magnifying lens 1336 as described above). Here, the position (distance) at which focus is achieved is f. If the distance between the magnifying lens 1336 and the Fresnel lens 552 is f, the groove of the Fresnel lens 552 is in focus. Conversely, if the distance between the magnifying lens 1336 and the Fresnel lens 552 is different from f, the groove of the Fresnel lens 552 becomes out of focus and cannot be seen by the observer.
[0294]
In the optical field, MTF is used as a comparison regarding imaging. For example, although the expression is a bit rough, when the MTF is 100%, the image is in focus at an infinite resolution. The smaller the MTF, the more out of focus. As shown in FIG. 94, various MTFs can be created depending on the configuration and design of the optical system. In FIG. 94, a distance of 0 means that the distance between the magnifying lens 1336 and the modulation layer of the liquid crystal display panel 1333 is f (focus is on). The resolution degrades as it deviates from that.
[0295]
According to the optical design, it is possible to realize a configuration in which the MTF deteriorates abruptly when the focus deviates slightly from the point of focus (dotted line in FIG. 94), and a configuration in which the MTF does not deteriorate even if the focus is far away (solid line in FIG. 94). In the view finder of the reference example related to the present invention, it is preferable that the configuration is indicated by a dotted line in FIG.
[0296]
That is, the Fresnel lens 552 is placed at a position where the MTF is 20% or less. In the case of the solid line, if the point where the MTF is 20% or less is X2, the total length of the viewfinder becomes long. Preferably, Fresnel lens 552 is arranged at a position where the MTF is 10% or less.
[0297]
By arranging the Fresnel lens 552 at a position where the MTF decreases as described above, the MTF (resolution) of the groove of the Fresnel lens 552 decreases and the groove becomes invisible, so that the diffusion plate 15 is not required. In addition, the fact that the groove of the Fresnel lens 552 becomes invisible means that light passing through the groove position has no periodicity when it reaches the liquid crystal display panel, so that moire hardly occurs.
[0298]
As an example, the diameter of the Fresnel lens 552 used in the viewfinder of the reference example related to the present invention is 20 mm, and the focal length is 22 mm. As the focal length d decreases, the distance d between the light emitting element (lamp 11) and the Fresnel lens 552 can be shortened and the viewfinder can be made compact, but the light collecting efficiency of the Fresnel lens 552 decreases. Conversely, if the focal length d is too long, the light focusing efficiency will be improved, but the total length of the viewfinder will be too long. In that case, two Fresnel lenses should be used. Then the focal length can be shortened.
[0299]
The focal length d of the Fresnel lens 552 is determined according to the diagonal length dp of the effective display area of the liquid crystal display panel 1333. The focal length is set to 0.6 times or more and 2.0 times or less of dp, and more preferably 0.8 times to 1.5 times of dp.
[0300]
The viewfinder should have a certain length (total length) from the viewpoint of ease of use when used, but it is desirable that the viewfinder be as short as possible (compact) when it is carried. Therefore, in the reference example related to the present invention, the distance d2 between the liquid crystal display panel 1333 and the Fresnel lens 552 and the distance d1 between the Fresnel lens 552 and the lamp 11 can be reduced. Therefore, the Fresnel lens 552 is attached to the body 1321b, and the lamp 11 and the like are attached to the body 1321c. FIG. 84 is a configuration diagram when contracted. A spring or the like (not shown) is arranged between A and B in FIG. 83, and can switch between the extended state in FIG. 83 and the contracted state in FIG. In particular, since the Fresnel lens 552 is flat, it is easy to contract.
[0301]
In FIG. 83, both d1 and d2 can be contracted. However, it is needless to say that a configuration in which only one of them can be contracted as shown in FIG. The concave lens 1336b is a lens for correcting aberration and color, and is preferably applied to the viewfinder having the configuration shown in FIG. Further, the concave lens 1336b may be a convex lens.
[0302]
In the viewfinder, since the position of the pupil of the observer is almost fixed by the eyepiece cover 1332, the light source disposed behind the viewfinder may have narrow directivity. In a conventional viewfinder using a light box 1331 (FIG. 137) using a fluorescent tube as a light source, only light that travels within a small solid angle in a certain direction from an area almost as large as the display area of the liquid crystal display panel 1333 is used. And light traveling in other directions is not used. That is, the light use efficiency is very poor.
[0303]
In the reference example related to the present invention, a light source 11 having a small luminous body is used, and light emitted from the luminous body at a wide solid angle is converted into near parallel light by a Fresnel lens 552 or the like. In this case, the directivity of the emitted light from the Fresnel lens 552 and the like becomes narrow. If the observer's viewpoint is fixed, the light having the narrow directivity described above is sufficient for use in a viewfinder. If the size of the light emitting body is small, the power consumption is naturally small. As described above, the viewfinder of the reference example related to the present invention utilizes the fact that the observer views the display image while fixing the viewpoint.
[0304]
FIG. 85 shows a configuration in which the viewfinder of FIG. 83 is attached to a video camera body 431. When the viewfinder is used, it is stored in the video camera body 431 in a state where it is contracted by the fasteners 851 (projections) (see FIG. 85A). When the viewfinder is used, the fixing by the fasteners 851 is released (FIG. 83), and the portions A and B shown in FIG. 83 are extended, so that the parallel light is appropriately irradiated on the liquid crystal display panel 1333 by the lamp 11.
[0305]
However, as shown in FIG. 83, if there is no contraction mechanism between the Fresnel lens 552 and the lamp 11, the distance d1 cannot be shortened and the total length of the viewfinder becomes longer. In that case, as shown in FIG. 81, a mirror 751 may be arranged between the lamp 11 and the Fresnel lens 552 to bend the optical path. The protruding portion (insertion portion 811) in FIG. 81 does not hinder at all if it is designed or configured to be inserted into the video camera body 431 having the imaging lens 432 (see FIG. 81 (b)). In other words, it is possible to freely rotate in the direction in which the observer looks at the insertion portion 811 as an axis (see the dotted line in FIG. 81 (b)).
[0306]
The TN liquid crystal display panel 1333 requires a polarizing plate 1334 to perform light modulation. In order to obtain the optimum display contrast, it is necessary to adjust the polarization axis angle between the polarizer 1334a and the analyzer 1334b. The angle has a relationship with the voltage applied to the liquid crystal layer of the liquid crystal display panel 1333, and it is often necessary to adjust the angle according to the characteristics of each liquid crystal display panel. As shown in FIG. 82, the knob 821 is connected to the Fresnel lens 552. That is, when the knob 821 is moved up and down, the Fresnel lens 552 rotates and the polarization axis of the polarizer 1334a also rotates. Therefore, the polarization axis can be easily adjusted according to the characteristics of the individual liquid crystal display panel 1333.
The configuration of FIG. 81 is a configuration that facilitates the adjustment. A polarizer 1334a is attached to the Fresnel lens 552. The polarizer 1334a is configured to be rotatable around the lens center. That is, by rotating the Fresnel lens 522, the polarization axis of the polarizer 1334a also rotates, and the angle between the polarization axis of the polarizer 1334a and the analyzer 1334b can be adjusted. By adjusting the angle, the image is adjusted to a position where the image on the display panel 1333 is best viewed.
[0307]
Part of the light emitted from the lamp 11 is reflected by the Fresnel lens 552 or the like and becomes stray light. In order to prevent the stray light, an antireflection film may be formed on the Fresnel lens 552 or the like. However, even if an antireflection film is formed, generation of stray light cannot be completely prevented.
[0308]
The stray light causes a reduction in the contrast of the displayed image. In order to avoid this problem, a circular stop 931 may be arranged between the lamp 11 and the Fresnel lens 552 as shown in FIG. The circular aperture 931 has a circular window at the center, and a plurality of apertures are arranged concentrically at predetermined intervals. The circular stop 931 allows light emitted from the lamp 11 to pass through only light that directly enters the effective area of the Fresnel lens 552. The inner surfaces of the body 1321 and the eyepiece ring 1335 are black or dark to prevent light reflection. Of the light emitted from the lamp 11, unnecessary light is absorbed by the light-shielding portion of the circular stop 931, and light slightly reflected without being absorbed is absorbed by the light-shielding portion of the other stop or the inner surface of the body 1321. Therefore, the light does not enter the Fresnel lens 552. Therefore, the decrease in the contrast of the displayed image due to unnecessary light incident on the liquid crystal display panel 1333 is extremely small. The number of apertures may be one, but the greater the number, the greater the effect.
[0309]
The liquid crystal display panel 1333 usually has a black matrix (not shown). The black matrix is used to make movement of liquid crystal on a signal line of the liquid crystal display panel 1333 invisible, and / or to shield light to a thin film transistor which switches a pixel. However, when the number of pixels of the liquid crystal display panel 1333 is small, the black matrix is conspicuous and the image quality is reduced. Therefore, as shown in FIG. 93, by disposing a diffraction grating 932 as an optical low-pass filter between the liquid crystal display panel 1333 and the pupil of the observer, the black matrix can be made inconspicuous. The diffraction grating 932 is disposed between the magnifying lens 1336 and the liquid crystal display panel 1333. Further, it may be arranged on the incident light side of the liquid crystal display panel 1333. However, it is needless to say that the pitch, height, and the like of the diffraction grating 932 need to be changed depending on the arrangement position. The diffraction grating 932 has an effect of making the black matrix difficult to see. Therefore, a smooth display image can be obtained without seeing the black matrix.
[0310]
The diffraction grating 932 is of a transmission type, and the cross-sectional shape of the grating may be a sine curve, an arc, a trapezoid, or the like. Many deformations such as one-dimensional and two-dimensional patterns can be considered for the pattern of the diffraction grating 932. When the size of the pixel of the liquid crystal display panel 1333 is 100 to 30 μm and the diffraction grating 932 is arranged near the liquid crystal display panel 1333, the pitch is appropriately in the range of 100 to 20 μm.
[0311]
Further, when the diffraction grating 932 is arranged near the magnifying lens 1336, 2 to 0.1 mm is appropriate. As a method for manufacturing the diffraction grating 932, a method in which an inorganic substance such as SiO 2 is deposited on a glass substrate and patterned, a method in which a mixture of a polymer and a dopant is spin-coated on the glass substrate, exposed to light through a pattern mask, and There is a method of sublimating the dopant by heating. Kuraray Co., Ltd. also manufactures and sells diffraction grating plates.
[0312]
Further, the diffusion plate 15 may be attached to the liquid crystal display panel 1333 as shown in FIG. By attaching the liquid crystal display panel 1333 to the mounting holder 991 and attaching the lamp 11 to the body 1321, the entire length of the viewfinder can be contracted and extended as shown in FIGS.
[0313]
As a problem of the Fresnel lens 552, there is interface reflection occurring in the Fresnel lens 552 as shown in FIG. In particular, when the incident light 872 enters the interface 1022 of the Fresnel lens 552, it is reflected at the interfaces 1024, 1023, etc. as shown by the dotted line in the figure. As a countermeasure, there is a method of increasing the thickness t of the Fresnel lens 552 as shown in FIG. When it is physically difficult to increase the thickness of the Fresnel lens 552 itself, the transparent substrate 1011 may be attached to the Fresnel lens 552 with a transparent resin 901. A light absorbing film 1012 is applied to a side surface of the transparent substrate or the like (outside the effective display range, a region where light does not directly enter). As the light absorbing film 1012, a black paint or the like is exemplified.
[0314]
By making the Fresnel lens 552 seem thicker as described above, the ray 872 is reflected once at the interface 1031 and enters the side black paint 1012 as shown in FIG. 103, so that no halation occurs in the Fresnel lens 552. In FIG. 101, if the relationship between t and d is d / 8 <t, halation hardly occurs and good results were obtained.
[0315]
If the PD liquid crystal display panel 1041 is used instead of the diffusion plate 15, the degree of diffusion can be freely changed. FIG. 104 illustrates this configuration.
First, the PD liquid crystal display panel 1041 used in place of the diffusion plate 15 will be described. As described above, the PD liquid crystal display panel 1041 operates according to the operation principle shown in FIG. An ITO electrode 1046 is formed on the glass substrate 1045, and a PD liquid crystal layer 1047 is sandwiched between the ITO electrodes 1046. Note that reference numeral 1044 denotes a sealing resin. When no voltage is applied to the ITO electrode 1046, the liquid crystal layer 1047 is in a scattering state, and when a voltage is applied, the PD liquid crystal layer 1047 is in a transparent state. The degree of diffusion of the PD liquid crystal layer 1047 changes depending on the level of the voltage.
[0316]
The signal generation source 1042 outputs a rectangular wave, and the rectangular wave changes a signal amplitude by a signal amplitude variable device 1043. The signal amplitude is varied by the resistor Rb. The larger the size of the rectangular wave, the more transparent the PD liquid crystal layer 1047 becomes.
[0317]
Light 51 emitted from lamp 11 is collected by Fresnel lens 552. The straightness of the light is changed by the PD liquid crystal display panel 1041. Therefore, the PD liquid crystal display panel 1041 has an effect of making the groove of the Fresnel lens 552 difficult to see like the diffusion plate 15. Further, since the light transmittance is changed, the display brightness of the display panel 1333 can be adjusted.
[0318]
When the transmittance of the PD liquid crystal display panel 1041 is high, the liquid crystal display panel 1333 can perform high-luminance display. Therefore, it is suitable for viewing a display image in a bright place. Conversely, when the transmittance of the PD liquid crystal display panel 1041 is low, the display image on the liquid crystal display panel 1333 is dark. However, since the viewing angle is wide, it is suitable for viewing the liquid crystal display panel 1333 from a wide range. As described above, the display state of the liquid crystal display panel 1333 can be adjusted according to the situation.
[0319]
In order to prevent light reflection by the interface, the diffusion plate 15 and the Fresnel lens 552 may be glued together with an optical binder as shown in FIG. Light transmittance is increased, and halation at the interface is also reduced. Needless to say, the case where the PD liquid crystal display panel 1041 is used instead of the diffusion plate 15 may be as shown in FIG. Of course, as shown in FIG. 106, both the diffusion plate 15 and the PD liquid crystal display panel 1041 may be used.
[0320]
As described above, needless to say, even if a diffraction grating 932 is used instead of the diffusion plate 15 as shown in FIG. 107, the function as a diffusion plate can be achieved. Also, in order to change the radiation area of the light from the lamp 11, a stop 1091 is provided as shown in FIG. The aperture 1091 is exemplified by an aperture used for a shutter rainbow aperture, aperture, etc. of a camera. As the hole diameter of the aperture 1091 is reduced, the directivity is narrowed, and the display contrast of the liquid crystal display panel 1333 is improved. Conversely, when the value is increased, the directivity is widened and the display contrast of the liquid crystal display panel 1333 is reduced, but the displayed image is bright.
[0321]
Although the configuration of the viewfinder of the reference example related to the present invention has been described as including the magnifying lens 1336, the configuration is not limited to this. For example, as shown in FIG. 110, the magnifying lens 1336 may not be provided. In this case, the display image that can be viewed by the observer is small, but there is no practical problem when the size of the liquid crystal display panel 1333 is equal to or more than a certain value (1 inch or more is easy to see).
[0322]
Although the Fresnel lens 552 and the like have been described as a transmission type, it goes without saying that a reflection type can be configured as shown in FIG. The reflection type Fresnel lens 1211 can be manufactured by processing an aluminum plate or the like. Alternatively, it can be manufactured by molding with a glass resin and depositing a metal thin film such as Al on the surface. The Fresnel lens 1211 condenses the light reflected from the lamp 11 and the reflection plate 883 and converts the light into substantially parallel light to illuminate the liquid crystal display panel 1333.
[0323]
As shown in FIG. 111, light from the lamp 11 can be applied to a light condensing means (Fresnel lens, illumination lens 552, etc.) using a light guide 1111. Thus, if the light guide 1111 is used, there is no restriction on the arrangement position of the lamp 11. Therefore, the lamp 11 is placed in a small space, and the space can be effectively used.
[0324]
As shown in FIG. 112, a reflective film 1121 made of Al or the like is formed on the outer surface of the light guide 1111, and the light guide 1111 is covered by the lamp 11. Light emitted from the lamp 11 is transmitted through the light guide 1111 while being reflected between the reflection films 1121, and emitted from the emission end.
[0325]
In FIG. 112, the light guide 1111 is placed over the lamp 11, but the present invention is not limited to this. The light guide 1111 may be attached to the tip of the lamp 11 with an adhesive 1051 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 113 (b), a spring in which a plurality of optical fibers 1131 are springed may be used as a light guide.
[0326]
FIG. 114 illustrates a method in which the liquid crystal display panel 1333 is illuminated with external light (such as sunlight 1141) particularly when outdoors. A window is opened at the top of the body 1321 of the viewfinder, and a Fresnel lens 1143 is fitted therein. The Fresnel lens 1143 is used to reduce the thickness of the lens, and may be replaced with a plastic or glass positive lens when permitted. Since the sunlight 1141 is almost parallel light, the light is condensed by the Fresnel lens 1143, reflected by the mirror 751, the traveling direction of the light is bent, and is incident on the condensing means 552.
[0327]
That is, the Fresnel lens 552 has a function of condensing both the outdoor light 1141 and the light from the lamp 11.
[0328]
The state of the light reflected by the mirror 751 is arranged at a position that is similar to the state of the light emitted from the lamp 11. Naturally, when illuminating the liquid crystal display panel 1333 without taking the outdoor light 1141 into the body 1321, the lamp 11 is caused to emit light and the light from the lamp 11 is used.
[0329]
When the lamp 11 is made to emit light or when the outdoor light 1141 is weak, the lamp 11 is made to emit light in an auxiliary manner, and the amount of light flux (luminance) per unit area incident on the display panel 1333 is used at a constant value. Whether the lamp 11 is turned on or the brightness of the emitted light is determined by determining the intensity of the outdoor light 1141 by a photo sensor 1142 disposed at the top of the body 1321 or the like. FIG. 115 shows a circuit configuration for making this determination. A photodiode or the like corresponds to the photo sensor 1142.
[0330]
The light detection circuit 1152 includes a photo sensor 1142 and an operational amplifier A.1And the like. Operational amplifier A1Outputs a voltage V according to the intensity of the outdoor light 1141. Reference numeral 1151 denotes a hysteresis comparator circuit, which includes a resistor R that determines a hysteresis state.2, R3And operational amplifier A2And reference voltage V5From a voltage source that generates
[0331]
Operational amplifier A1Output voltage V is the reference voltage V5Is compared to When V is over a certain value, operational amplifier A2The voltage at the output terminal a becomes + voltage (or-voltage). The contact of the analog switch SW1153 is closed by the voltage, and the voltage EaIs applied to the anode electrode 25, and the lamp 11 is turned on. Conversely, operational amplifier A2The analog switch SW1153 is open at the point where the output is negative voltage (or positive voltage).
[0332]
The reason why the hysteresis comparator circuit 1151 is used is to cope with the case where the intensity of the light 1141 input to the photosensor 1142 is changed (for example, when the sun enters a cloud shadow while using a video camera). Comparator A each time depending on the intensity of external light2Is changed, the lamp 11 blinks, and the display image on the liquid crystal display panel 1333 is very difficult to see. By using the hysteresis comparator circuit 1151, once the lamp 11 is turned on, it does not turn off even if the outdoor light 1141a becomes strong. Therefore, it does not blink.
[0333]
FIG. 117 is a configuration diagram of a viewfinder using a liquid crystal display panel 1333 having a larger display screen than that of FIG. The lamp 11 is placed horizontally to shorten the entire length of the viewfinder. Although the light-shielding cover 1171 and the liquid crystal display panel 1333 are illustrated separately for easy understanding, they are actually arranged in close contact with each other. The light-shielding cover 1171 is used to define the direction in which the observer views. If the observer tries to look at the liquid crystal display panel 1333 from an oblique direction, the light-shielding cover 1171 makes the periphery of the display screen of the liquid crystal display panel 1333 invisible.
[0334]
Therefore, the observer tries to see the display image on the liquid crystal display panel 1333 from the front of the screen. The reason for disposing the eyepiece cover 1333 in this way is that the light emitted from the lamp 11 is converted into light having a narrow directivity by the Fresnel lens 552 (or a condensing lens), and the observer can see the light having the narrow directivity. Because it becomes. Since the directivity is narrow, the image suddenly looks dark except for the front of the liquid crystal display panel 1333. Therefore, the light-shielding cover 1171 is arranged to guide the observer to view the display image from a direction in which the display image looks bright.
[0335]
However, the viewing angle is enlarged by disposing the diffusion plate 15. The higher the degree of diffusion of the diffusion plate 15, the wider the viewing angle (the angle until the display image becomes invisible depending on the viewing angle). However, the displayed image becomes dark, and the display contrast also decreases. Therefore, the degree of diffusion of the diffusion plate 15 is made as low as possible. Therefore, the angle at which the display image can be viewed well is forcibly defined by using the light shielding cover 1171. With this configuration, light emitted from the light source can be effectively used, and power consumption can be reduced.
[0336]
When the effective display area of the liquid crystal display panel 1333 is large, or when the focal length of the Fresnel lens 552 is long, the entire length may be long. Therefore, as shown in FIG. 118, the optical path 872 is bent using a mirror 751. What is necessary is just to comprise. The light emitted from the lamp 11 is bent at an angle by the mirror 751b and enters the Fresnel lens 552.
[0337]
FIG. 117 illustrates that the small fluorescent discharge tube 11 is used as the light emitting element (lamp 11). However, the light emitting element may be a small fluorescent tube 882 or the like as shown in FIG. Examples of the small fluorescent tubes 882 include K-C21T26E85H and K-C30T26E85H manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. These fluorescent tubes are of the cold cathode type, and the lamp power consumption is as low as 0.33 W or 0.4 W. A semi-cylindrical reflector 883 is arranged on the back of the fluorescent tube 882 so that the light emitted from the fluorescent tube 882 can be effectively emitted to the front. In addition, a plate-like cylindrical lens 881 is disposed to satisfactorily condense light from the fluorescent tube 882. This is because the light-emitting means is a rod-shaped light-emitting body, and does not need to be the concentric Fresnel lens 552, and may be a cylindrical lens 881.
[0338]
Light emitted from the front surface of the fluorescent tube 882 directly enters the cylindrical lens 881, is collected, and enters the liquid crystal display panel 1333. Light emitted from the rear surface of the fluorescent tube 882 is reflected by the reflector 833, then enters the cylindrical lens 881, and enters the liquid crystal display panel 1333. Of course, the light shielding cover 1171 may be arranged as shown in FIG.
[0339]
In FIG. 83, the distance d2 between the liquid crystal display panel 1333 and the Fresnel lens 552 is configured to be extended when used. The same can be implemented with the configuration of FIG. As shown in FIG. 87, the case 861 to which the liquid crystal display panel 1333b is attached and the case 871 to which the lamp 11 is attached are connected by bellows 862b, and the bellows 862b is extended and contracted to adjust the distance between the display panel 1333 and the Fresnel lens 552. You should be able to do it.
[0340]
In the configuration of FIG. 87, since the liquid crystal display panel 1333 is large, a certain distance is required between the lamp 11 and the condenser lens 552, so that the volume is large. In order to solve this, a configuration as shown in FIG. 86 may be used. When the viewfinder is not used, the bellows 862a is folded up as shown in FIG. 86 (a). In use, the bellows 862a and 862b are extended as shown in FIG. 86 (b) so that the light emitting portion of the lamp 11 comes to the focal position of the condenser lens 552.
[0341]
The liquid crystal display panel 1333, the diffusion plate 15, and the condenser lens 552 are integrally fixed via bellows 862. The bellows 862 is used for preventing external light from entering and for contracting, etc., and is not limited to this. For example, as shown in FIG. 83, it may be a tubular shape (1321b) that can be extended and contracted.
[0342]
It is easy for the observer to adjust the display image on the liquid crystal display panel 1333 in a direction that makes it easy to see. Screws are fixed to the rotation shaft 863 so as to be rotatable, and can be freely rotated and fixed as indicated by the dotted and solid lines in FIG. 86 (b). It is particularly effective when used as a monitor of a video camera. This is because it is necessary to change the viewing position of the viewfinder in order to properly shoot (image) the subject with the video camera.
[0343]
In order to effectively use the light radiated from the apex or side surface of the lamp 11, a configuration as shown in FIG. 119 may be used. Light 872 emitted from the apex of the lamp 11 is reflected by the mirror 883a like the light 872d in FIG. 120B and travels toward the display panel 1333. Of course, the light 872 emitted from the front surface goes straight to the display panel 1333. Light emitted from the side surface of the lamp 11 is reflected by mirrors 883c and 883b and enters the display panel 1333 as shown in FIG. As shown in FIG. 120, the light from the oblique direction is incident on the display panel 1333 using the mirror 883, so that the viewing angle when the observer views the display image on the display panel 1333 is widened. That is, even if the position of the eyes is slightly shifted, the displayed image does not suddenly become dark.
[0344]
As shown in FIG. 123, a plurality of light emitting elements such as lamps 11a and 11b are used, and the light emitted from each light emitting element is obliquely incident on the liquid crystal display panel 1333 (light rays 1232a and 1232b) to increase the viewing angle. Can be. Therefore, in the viewfinder of the reference example related to the present invention, the number of the light emitting elements (the lamps 11) is not limited to one. This is because the use of a plurality of light emitting elements has the effect of widening the viewing angle and making it easier to see the displayed image.
[0345]
The view finder of the reference example related to the present invention described above was constituted by one liquid crystal display panel 1333. However, the viewfinder according to the present invention is not limited to this, and includes, for example, the viewfinder of FIG.
[0346]
In FIG. 95, reference numeral 952 denotes a PBS (polarizing beam splitter), which is sold by a number of optical manufacturers (for example, 03PBS025 by Meles Griot Japan). A dielectric thin film is laminated on the light combining surface 951 of the PBS 952 and reflects or transmits P-polarized light or S-polarized light.
[0347]
The light modulated by the liquid crystal display panel 1333a is reflected by the light combining surface 951 of the PBS 952 (P-polarized or S-polarized) and enters the magnifying lens 1336. On the other hand, the light modulated by the liquid crystal display panel 1333b passes through the light combining surface 951 of the PBS 952 (S-polarized light or P-polarized light) and enters the magnifying lens 1336. Since the observer superimposes the images on the two liquid crystal display panels 1336, the number of pixels is doubled. Therefore, high definition display can be realized. Note that a half mirror that transmits half of the light may be used instead of the PBS 952.
[0348]
When a half mirror is used, light emitted from the lamp 11a is incident on the liquid crystal display panel 1333a, and light emitted from the liquid crystal display panel 1333a is a half mirror (the PBS 952 in FIG. 95 may be replaced with a half mirror). ). The half mirror reflects half of the light to the magnifying lens 1336 side. On the other hand, light emitted from the lamp 11b is incident on the liquid crystal display panel 1333b, and light emitted from the liquid crystal display panel 1333b is incident on the half mirror. The half mirror similarly reflects half of the light to the magnifying lens 1336 side. The optical image of the liquid crystal display panel 1333a and the optical image of the liquid crystal display panel 1333b are shifted from each other by a half pixel to superimpose the two optical images.
[0349]
Since the liquid crystal display panel has a black matrix formed thereon, the optical image of the pixel of the other liquid crystal display panel 1333b is superimposed on the optical image of the black matrix of one liquid crystal display panel 1333a. By superimposing as described above, the definition of the displayed image is improved. It goes without saying that the sampling timing of the video signals of the two liquid crystal display panels is shifted by half a pixel.
[0350]
Similarly, a case where the number of the liquid crystal display panels 1333 is three or more can be considered. FIG. 116 shows the configuration. 953 is a dichroic mirror. Assuming that the lamp 11a emits red light, the light from the lamp enters the liquid crystal display panel 1333a. It is assumed that a red video signal is applied to the liquid crystal display panel 1333a. The red light modulated by the liquid crystal display panel 1333a is reflected by the dichroic mirror 953a and enters the magnifying lens 1336. It is assumed that the lamp 11b emits green light and a green image signal is applied to the liquid crystal display panel 1333b. The green light modulated by the liquid crystal display panel 1333b passes through a dichroic mirror 953 and enters a magnifying lens 1336. The lamp 11c emits blue light, and the liquid crystal display panel 1333c is applied with a blue video signal. The blue light modulated by the liquid crystal display panel 1333c is reflected by the dichroic mirror 953a and enters the magnifying lens 1336. An observer (not shown) sees an image modulated by the three liquid crystal display panels 1333 and synthesized by the dichroic mirror 953. Therefore, the number of pixels is three times as large as that of one liquid crystal display panel 1333, and high-definition image display can be realized.
[0351]
In FIG. 120, the configuration for improving the viewing angle using two lamps 11 has been described. However, there is a method of adjusting the viewing angle in an appropriate direction with one lamp 11. This method will be described with reference to FIG. The viewing angle may be set in a direction that is most visible to the observer. To adjust the viewing angle, the center of the lens 552 may be changed from the center axis 961 of the lamp 11 and the liquid crystal display panel 1333. In other words, if the center axis is shifted, the angle of the principal ray incident on the liquid crystal display panel 1333 becomes hard. Therefore, the position of the Fresnel lens 552 may be shifted by x, or the position of the lamp 11 may be slightly shifted from the center axis 961. By shifting the position, the observer can be adjusted to a position where the display image on the liquid crystal display panel 1333 can be optimally viewed. By applying this technical idea to the view finder of the reference example related to the present invention, the observer can easily adjust to the optimal viewing direction.
[0352]
The above can be applied not only to the viewfinder but also to a display area 971 attached to a telephone, for example. FIGS. 97 and 98 show the explanatory diagrams. The telephone number or the like of the other party is displayed in the display area 971 of the telephone, and the display is not desired to be seen by other persons for security. The display device including the lamp 11, the condenser lens 552, and the display panel 1333 according to the reference example related to the present invention has a narrow viewing angle (viewing angle) at which a display image can be viewed. Therefore, it is visible only to the person making the call, and is effective in security. However, since the viewing angle is narrow, the person using the telephone cannot see the display image in the display area 971 unless the principal ray is directed in the optimal direction. For example, in the case of FIG. 98, when the direction of the chief ray is a, the observer A can see the display image but cannot see the observer B who is shorter than it. Therefore, by moving the position of the lamp 11 or the position of the condenser lens 552 in the direction of the arrow, only the observer B (the telephone user) can be seen.
[0353]
Adjustment of the position of the condenser lens 552 and the like can of course be performed automatically. When the user picks up the receiver 974 or presses the push button, the user is approaching the telephone body 973. At that time, infrared rays are generated from infrared LEDs 975a to 975d (see FIG. 97 (b)) attached to the telephone main body 973, and the light reflected by the user is detected by the light receiving element 976. Through the above operation, the outline of the user's height and the like can be known. If the height of the back is known, the condenser lens 552 may be moved by a moving amount x set in advance with respect to the height of the back.
[0354]
The technical idea of using the Fresnel lens 552 and the diffusion sheet 15 described with reference to FIG. 83 does not apply only to the viewfinder, but can also be applied to a projection display device as shown in FIG. The metal halide lamp 1221a corresponds to the light emitting means, and the illumination optical system 1221 is configured by the concave mirror 1221b and the UVIR cut filter 1221c. The Fresnel lens 552 converts the light from the illumination optical system 1221 into substantially parallel light and makes the light enter the liquid crystal display panel 1333. This is for preventing the grooves of the diffusion sheet 15 and the Fresnel lens 552 from being projected on a screen (not shown). The projection lens 1222 enlarges and projects the modulated image of the liquid crystal display panel 1333 on a screen.
[0355]
FIG. 122A shows an example in which a liquid crystal display panel 1333 is provided with a color filter 1223 to perform color display. Even without the color filter 1223, a color image can be displayed with the configuration of FIG. The white light emitted from the illumination optical system 1221 is separated by the dichroic mirror 953 into three lights of blue, green, and red. A micro lens array 1224 in which micro lenses 1225 are arranged in a matrix is attached to the liquid crystal display panel 1333. One micro lens 1225 corresponds to three pixels 244 (one set of three of blue, green, and red). The blue light enters the pixel 244b by the micro lens 1224, the green light enters the pixel 244b, and the red light enters the pixel 244c. Therefore, color display can be performed without the color filter 1223.
[0356]
The technical idea of the present embodiment can be applied to other devices. For example, the present invention can be applied to a stereoscopic display device without glasses (3D display system) shown in FIG. An image splitter 1231 is correctly aligned with each pixel of the liquid crystal display panel 1333. Each of the light emitting elements (lamp 11a, 11b) is provided with a reflection mirror 833a or 833b, and emits light toward the Fresnel lens 552. Each light emitting element is disposed at a substantially focal position of the Fresnel lens 552.
[0357]
The principal ray 1232a of the lamp 11a is inclined at an angle + θ with respect to the normal of the Fresnel lens 552 (or the liquid crystal display panel 1333). On the other hand, the principal ray 1232b of the lamp 11b is inclined by -θ with respect to the normal of the Fresnel lens 552 (or the liquid crystal display panel 1333). The image splitter 1231 has openings 1241 and light shielding portions 1242 formed alternately (see FIG. 124). The light shielding portion 1242 has a matrix shape or a stripe shape.
[0358]
FIG. 124 is an explanatory diagram of the 3D display system of the present embodiment. Light from the lamp 11 enters the liquid crystal display panel 1333. The chief ray 1232a mainly passes through the pixels of the right-eye image 1244, and the chief ray 1232b passes through the pixels of the left-eye image 1243. The light blocking portion 1242 of the image splitter 1231 prevents light passing through the pixels of the right-eye image 1244 from reaching the left eye of the observer 1245 and light reaching the pixels of the left-eye image 1243 reaches the right eye. Has a function to prevent. Also, the opening 1241 of the image splitter 1231 allows light passing through the pixels of the left-eye image 1243 to reach the left eye of the observer 1245 and light passing through the pixels of the right-eye image 1244 to the right eye. It has a function to make it reach. Naturally, the liquid crystal display panel 1333 displays the image for the left eye on the pixel of the left eye image 1243 and the image for the right eye on the pixel of the right eye image. This can be realized by switching the video signal for the right eye and the video signal for the left eye for each pixel with an analog switch or the like and forming one video signal to be input to the liquid crystal display panel 1333.
[0359]
In FIG. 124, a small fluorescent discharge tube is used as the light emitting element. However, as shown in FIG. 52, a flat fluorescent lamp 521 (for example, Ushio Electric Co., Ltd. product number UFU07E852) can be used as the light emitting element (see FIG. 125). Further, the LED shown in FIG. 51 can be used. As shown in FIG. 125, a booster coil 1251 is connected to the back surface of the flat fluorescent lamp 521. The number of light emitting elements may be one. Further, instead of the Fresnel lens 552, a convex lens 1252 made of plastic or the like may be used. This is because the light collecting function is the same. The convex lens directs a flat surface or a surface having a large radius of curvature toward the flat fluorescent lamp 521. This is because the sine condition is easily satisfied, and the luminance uniformity of the display image on the liquid crystal display panel 1333 is improved.
[0360]
However, the convex lens is not limited to a plano-convex lens, and may be a biconvex lens. A lenticular screen (lens) may be used as the image splitter 1231 in FIG. This is because a lenticular screen is formed with a semi-cylindrical lens, and the lens can be selectively controlled between transmitted light for the left eye and transmitted light for the right eye. For example, a configuration in which a lenticular lens (lenticular screen) is added to the liquid crystal display panel 1333 is illustrated in FIG. 127.
[0361]
In FIG. 123, light for the left eye and light for the right eye are separated using the image splitter 1231. The same function can be realized by using a prism plate 1341 as shown in FIG. The prism plate 1341 is a triangular plate.
[0362]
Light having a narrow directivity emitted from the light condensing means 1252 enters the prism plate 1341 and changes the traveling direction of the light according to Snell's law. Two adjacent pixel electrodes 244 correspond to the triangle of one prism plate 1341. The “dotted line” light passing through the prism plate 1341 passes through a pixel 244b that displays an image for the right eye. On the other hand, the “solid line” light beam passes through the pixel 244a that displays the image for the left eye. Accordingly, light for the right eye and light for the left eye are formed by the prism plate 1341, and the active matrix type liquid crystal display panel 1333 alternately displays the right eye and the left eye for each pixel so that the observer can view a stereoscopic image. (3D) You can see the display.
[0363]
If the triangular joint of the prism plate 1341 is conspicuous, a scattering means (diffusion plate 15) may be arranged between the prism plate 1341 and the liquid crystal display panel 1333 or on the light emission side of the liquid crystal display panel 1333. Therefore, the technical idea of using the diffusion plate 15 for the viewfinder is utilized in 3D.
[0364]
In FIG. 134 and the like, light for the right eye and light for the left eye are formed using the prism plate 1341. In addition, it can be realized by the method shown in FIG. 135.
[0365]
In FIG. 135, light from a lamp 1221a is converted into substantially parallel light (light with narrow directivity) by a parabolic mirror 1221b and emitted. The emitted light is cut off infrared rays and ultraviolet rays by the UVIR cut filter 1221c, and only visible light is emitted. Half of the light is reflected by a half mirror 1351 as indicated by a dotted line, and the light that has passed is reflected by a mirror 1352 as indicated by a solid line. Note that the half mirror 1351 and the mirror 1352 may be dichroic mirrors or dichroic prisms.
[0366]
A microlens array 1225 is attached to the liquid crystal display panel 1333 with an optical coupling agent, and one microlens 1225 corresponds to two pixels 244a and 244b. The light of the dotted line passes through the pixel 244a and the light of the solid line passes through the pixel 244b by the microlens 1225. This is light for the left eye and light for the right eye. With the above configuration, 3D display can be performed as in FIG.
[0367]
In the above 3D display system, one liquid crystal display panel 1333 alternately displays a left-eye image and a right-eye image for each pixel. However, in the above configuration, only one half of the number of pixels of the liquid crystal display panel can be seen when considering one eye. In other words, this is the same as looking at a display screen with half the number of pixels of the liquid crystal display panel.
[0368]
FIG. 129 shows a configuration of a 3D display system that solves this problem. It is not used in the image splitter 1231 or the like. The point that the principal rays of the two lamps 11 are inclined at an angle of θ with respect to the normal line of the liquid crystal display panel 1333, and that the light condensing means (lens 1252) converts the light emitted by the lamps 11 into light with narrow directivity. Is similar to FIG. That is, light mainly from the lamp 11a is light for the left eye, and light from the light emitting element 11b is light for the right eye. This is because the directivity of light emitted from the liquid crystal display panel 1333 is sufficiently small. As the liquid crystal display panel 1333, an active matrix type TN liquid crystal display panel is employed.
[0369]
FIG. 131 is a block diagram of a circuit for producing a video signal to be applied to the liquid crystal display panel 1333. The reproducing apparatus a and the reproducing apparatus b can output video signals in synchronization in a horizontal scanning period (H period). Synchronization is performed by a synchronization circuit 1311. The method and apparatus for achieving these synchronizations can be easily configured by those skilled in the video field, and thus description thereof is omitted. The video signals read from the playback devices a and b are subjected to analog-to-digital conversion by the A / D converter 1313, and are stored as data in memories 1314a and 1314b composed of SRAMs. The data is selectively read from the memories a and b by switching a switch of the switching circuit 1315. The read video data is digital-to-analog converted by the D / A converter 1316, and is added with a horizontal synchronizing signal or the like to become a video signal, which is applied to the terminal a of the switch SW1 in FIG.
[0370]
Reading from the memory a is performed in a half period (double speed reading) of one field (1F). In the remaining half period, 0 data (no video data = black display (no display)) is transferred to the D / A converter 1316. Similarly, reading from the memory b is performed in a half period of one field (1F), and 0 data (no video data = black display (no display)) is supplied to the D / A converter 1316 in the remaining half period. Will be transferred. That is, the video signal for the left eye is not displayed during the half period of the first field, and the video signal for the right eye is not displayed during the remaining half period of the second field. Are output from the D / A converter 1316 during which the half period is not displayed. It should be noted that the 期間 period is used for convenience of explanation and for ease of circuit configuration, and is not limited to this. For example, a video signal may be displayed during a 3/4 period, and no display may be performed during the remaining 1/4 period. Further, the present invention is not limited to one field, and may be one frame. For example, the video signal for the left eye may be displayed in a half period (= 2 fields) of one frame, and the remaining half period may not be displayed. However, when the interval at which the left-eye video signal is displayed becomes longer, flicker occurs, or the displayed image loses continuity and the moving image becomes awkward. In the case of a still image, the display interval of the video signal may be long, but in the case of a moving image display, this will be a problem. From this viewpoint, it is preferable that the appearance interval of the video signal for the left eye is one frame (= 2 fields).
[0371]
FIG. 130 illustrates the image display state of the liquid crystal display panel 1333, the lighting timing of the two light emitting elements 11a and 11b, and the signal polarity applied to the pixel electrode of the liquid crystal display panel 1333.
[0372]
First, the display state of the liquid crystal display panel 1333 will be described (the second column from the left in the drawing). (1) shows a non-display state (in the non-display state, the effective display area of the liquid crystal display panel is indicated by oblique lines). In addition, for ease of explanation, the video display uses the letter “F” as an example, and the display for the left eye is indicated by a solid line, and the display for the right eye is indicated by a dotted line. In (2), images are sequentially displayed from the top of the display screen, and (3) shows a state in which one entire screen is displayed. Next, in (4), the screen becomes a non-display state from above. (5) shows a state where no display (black display) is obtained. Note that steps (2) to (5) are performed continuously rather than quantumly. That is, in the liquid crystal display panel 1333, the gate drive circuit (not shown) applies the ON voltage of the TFT to the gate signal line every one horizontal scanning period (1H), and sequentially scans the gate signal line with the ON voltage. Do.
[0373]
In (2) to (5), an arbitrary pixel is displayed as an image for half a period of one field (1F). At this time, the left eye light emitting element 11a is turned on (ON), and the right eye light emitting element 11b is turned off (OFF). Therefore, an image for the left eye is displayed on the liquid crystal display panel 1333, and the optical image of the image display reaches the left eye of the observer by the light emitted from the light emitting element 11a. The black display (no display) is performed because the active matrix type liquid crystal display panel (or rather, the liquid crystal display panel) has a memory property. The memory property means that a signal written to the pixel electrode 244 is held until a signal is applied to the pixel electrode 244 next time. If black display is not performed, a state in which a display for the left eye and a display for the right eye are simultaneously displayed on the liquid crystal display panel 1333 occurs. If displayed simultaneously, even if the left-eye lamp 11a and the right-eye lamp 11b are alternately turned on and off, the image for the left eye reaches the right eye, and the image for the right eye reaches the left eye. No. As shown in FIG. 130, after displaying the image for the left eye, once the voltages held in all the pixel electrodes 244 are reset (erased) and a new image for the right eye is displayed, the image for the left eye is displayed. And the image for the right eye can selectively reach the left eye and the right eye, respectively.
[0374]
(6) to (9) indicate that an image for the right eye is displayed. At that time, the left-eye lamp 11a is turned off (off), and the right-eye lamp 11b is turned on (on). The image for the right eye is displayed on the liquid crystal display panel 1333 from the upper end of the screen. After the image for the right eye is completely displayed as shown in (7), the display is changed to black from the upper part as shown in (8). To go. The states (2) to (5) (image display state for the left eye) and the states (6) to (8) (image display state for the right eye) are repeated for each frame.
[0375]
The left eye lamp 11a is lit in the display state of (2), but is not limited to this, and may be lit as in the display state of (1). Similarly, the right eye lamp 11b may be turned on in the display state of (5).
[0376]
130 shows the polarity of the signal applied to the pixel electrode 244. The positive polarity with respect to the potential of the counter electrode 243 is indicated by “+”, and the negative polarity by “−”. A signal of the same polarity is applied to the row (horizontal direction) of one pixel electrode 244. Further, the polarity is inverted for each row. That is, in FIG. 130A, a signal having the same polarity is applied to the pixel electrodes 74a and 74b and a signal having the opposite polarity is applied to the pixel electrodes 244a and 244c.
[0377]
In the next field (FIG. 130 (b)), the signal polarity of each pixel electrode is set to be opposite to that of the previous field (FIG. 130 (a)). That is, the “−” polarity is applied to the pixel electrode 244c in FIG. 130A, but the “+” polarity is applied in FIG. 130B. As described above, by inverting the signal polarity applied to the pixel electrode 244 for each field, it is possible to prevent the occurrence of flicker and realize a good image display.
[0378]
FIG. 130 shows that the light emitted from the lamp 11a is incident on the left eye and the light emitted from the lamp 11b is incident on the right eye using the light condensing means (lens 1252). The same 3D display can be realized by using a lenticular lens 1271 as shown in FIG. 127 instead of the light collecting means. The image display state of the liquid crystal display panel 1333 and the light emission state of the light emitting elements (the lamps 11a and 11b) are the same as those shown in FIG. However, the lamps 11a and 11b need to be changed, but there is no fundamental problem.
[0379]
FIG. 128 is an explanatory diagram of an optical path and the like passing through a lenticular lens 1271 part. The lenticular lens 1271a is optically coupled (OC) to the array substrate 242 via the optical coupling agent 901a, and the lenticular lens 1271b is OC-coupled to the opposing substrate 241 via the optical coupling agent 901b. This is for preventing interface reflection and the like.
[0380]
Light (solid line) emitted from the lamp 11a enters the lenticular lens 1271a, passes through the pixel electrode 244 of the liquid crystal display panel 1333, is refracted by the lenticular lens 1271b, and enters the right eye. On the other hand, light (dotted line) emitted from the lamp 11b enters the lenticular lens 1271a, similarly passes through the pixel electrode 244 of the liquid crystal display panel 1333, and is refracted by the lenticular lens 1271b to enter the left eye.
[0381]
From the above, it can be understood that the light emitted from the lamps 11a and 11b can selectively reach the right and left eyes. That is, the lenticular lens 1271 has the same function as the condensing unit (lens 1252) in FIG. Therefore, if the display method of FIG. 130 is implemented, 3D display can be performed.
[0382]
The technical idea of providing two lamps can also be realized with the configuration shown in FIG. In the light shielding plate 1393 and the light shielding pattern 1392, two micro holes (1391a, 1391b) are formed for one micro lens 1225. The light emitted from the hole 1391a is converted to light for the right eye by the microlens 1225, and the light emitted from the hole 1391b is converted to light for the left eye by the microlens 1225. In this manner, one microlens array 1224 can produce light for the left eye and light for the right eye with good directivity. Further, the present invention can be realized not only with the micro lens array but also with the cell hook (cylindrical) lens array of FIG.
[0383]
In the 3D display of the reference example related to the present invention, since the lamp 11 which can be regarded as a point light source is used, the directivity of light emitted from the liquid crystal display panel 1333 is narrow. Therefore, light for the left eye and light for the right eye can be satisfactorily separated. In addition, by setting the angles of the principal rays emitted from the two lamps 11 to + θ and −θ, the observer can view the display image at the center of the screen of the liquid crystal display panel 1333 satisfactorily. Further, it is easy to change the angle of the chief ray. Further, it is easy to change the position of the lamp 11. For example, if the light emitting element (lamp 11) is moved to the position indicated by the dotted line in FIG. 33, the display image on the display panel 223 can be displayed in 3D when viewed from an oblique direction.
[0384]
In a 3D display system including two lamps, it is easy for an observer to adjust the 3D image to be optimally viewed. As shown in FIG. 132, the angle θ emitted from the lamp 11 may be adjusted. For example, as shown in FIG. 132A, when the observer's eyes 1401 are relatively separated from the display screen of the display panel 1333 (when the display screen is viewed from a relatively long distance), the angle θ is set.1Smaller. On the other hand, as shown in FIG. 132B, when the observer's eye 1401 is relatively close to the display screen, the angle θ2 may be increased.
[0385]
More specifically, the configuration is as shown in FIG. A lamp 11 having a reflection mirror 833 is attached to arms 1412a and 1412b with screws 1411a and 1411b. One end of the arm 1412 is attached to an adjustment plate 1414 with screws 1411c. Further, an arm 1412 is attached to a hole of the slide plate 1413 by screws 1411a and 1411b.
[0386]
Pulling the adjustment plate 1414 rightward opens the space between the two lamps 11. Further, the distance between the lamps 11 is reduced by pushing the lamp. By adjusting the adjustment plate 1414 by the observer as described above, it is easy to optimally view the 3D display.
[0387]
The viewfinder described above converts light radiated from a small luminous body of a light emitting element at a wide solid angle into near parallel light with a Fresnel lens or parabolic mirror or the like, and modulates the light with a liquid crystal display panel 1333. Since the image is displayed on the screen, the power consumption is small and the brightness unevenness is small. In addition, since the driving circuit of the lamp 11 has a simple configuration as compared with a conventional viewfinder using a backlight, a compact and lightweight viewfinder can be provided. When a PD liquid crystal display panel is used as a liquid crystal display panel, power consumption can be further reduced as compared with a TN liquid crystal display panel. Further, by disposing the diffusion plate 15 between the Fresnel lens 522 and the like and the liquid crystal display panel 1333, it is possible to prevent the pixel 244 of the liquid crystal display panel 1333 from interfering with the groove of the Fresnel lens 522 to generate moire. It is possible to suppress the visual recognition of the groove, so that a good image display can be realized. In addition, by making the diffusion plate 15 a PD liquid crystal display panel, it is possible to adjust the viewing angle and the brightness (brightness, brightness, etc.) of the displayed image. In addition, since a lamp that can be regarded as a point light source can be used as the lamp 11, good 3D display can also be realized.
[0388]
【The invention's effect】
A low power consumption liquid crystal display device and a viewfinder using the same can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a light source unit of a viewfinder according to a reference example related to the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of a light source unit of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view of a light source unit of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of a light source unit of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a light source unit of a viewfinder according to a reference example related to the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a light source unit of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a lamp of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 10 is an explanatory view of a lamp of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a lamp of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a lamp of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a lamp of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 14 is an explanatory diagram of a lamp of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 15 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example related to the present invention.
FIG. 16 is an explanatory diagram of a lamp driving method according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 17 is an explanatory diagram of a lamp driving method according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 18 is an explanatory diagram of a lamp driving method according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 19 is an explanatory diagram of a lamp driving method according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 20 is an explanatory diagram of a lamp driving method according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 21 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 22 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 23 is a sectional view of a polymer dispersed liquid crystal display panel.
FIG. 24 is an explanatory diagram of a polymer dispersed liquid crystal display panel.
FIG. 25 is a sectional view of a light source section of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 26 is a sectional view of a light source unit of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 27 is a cross-sectional view of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 28 is an explanatory diagram of a lamp of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 29 is a sectional view of a lamp of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 30 is a sectional view of a lamp of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 31 is an explanatory diagram of a lamp of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 32 is an explanatory diagram of a light source unit of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 33 is an explanatory diagram of a light source unit of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 34 is an explanatory diagram of a light source unit of the viewfinder according to the present embodiment.
FIG. 35 is an explanatory diagram of a light source unit of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 36 is an explanatory diagram of a light source unit of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 37 is an explanatory diagram of a lamp of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 38 is a perspective view of a light source unit of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 39 is a perspective view of a light source unit of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 40 is a perspective view of a light source unit of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 41 is a perspective view of a light source unit of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 42 is an explanatory diagram of a lamp driving method according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 43 is an explanatory diagram of a video camera of a reference example related to the present invention.
FIG. 44 is an explanatory diagram of a video camera of a reference example related to the present invention.
FIG. 45 is an explanatory diagram of a lamp driving method according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 46 is an explanatory diagram of a lamp driving method according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 47 is an explanatory diagram of a lamp of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 48 is an explanatory diagram of a light source unit of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 49 is an explanatory diagram of a method of driving a lamp of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 50 is an explanatory diagram of an LED.
FIG. 51 is an explanatory diagram of an LED.
FIG. 52 is an explanatory diagram of a phosphor screen light emitting device.
FIG. 53 is an explanatory diagram of a video camera of a reference example related to the present invention.
FIG. 54 is an explanatory diagram of an electronic still camera of a reference example related to the present invention.
FIG. 55 is a sectional view of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 56 is a sectional view of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 57 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 58 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 59 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 60 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 61 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 62 is an explanatory diagram of a display device of a reference example related to the present invention.
FIG. 63 is an explanatory diagram of a display device of a reference example related to the present invention.
FIG. 64 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 65 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 66 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 67 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 68 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 69 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention.
FIG. 70 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 71 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 72 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 73 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 74 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 75 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 76 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 77 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 78 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 79 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 80 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 81 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 82 is a perspective view of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 83 is a sectional view of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 84 is a cross-sectional view of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 85 is an explanatory diagram of a video camera of a reference example related to the present invention.
FIG. 86 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 87 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 88 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 89 is an explanatory diagram of a light source unit of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 90 is an explanatory diagram of a light source unit of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 91 is an explanatory diagram of a light source unit of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 92 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 93 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 94 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 95 is a sectional view of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 96 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 97 is an explanatory diagram of a display panel of a reference example related to the present invention.
FIG. 98 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 99 is a sectional view of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 100 is a sectional view of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 101 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 102 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 103 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 104 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 105 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 106 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 107 is a sectional view of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 108 is a sectional view of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 109 is a cross-sectional view of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 110 is a sectional view of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 111 is a sectional view of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 112 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 113 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 114 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 115 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 116 is a cross-sectional view of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 117 is a perspective view of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 118 is a sectional view of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 119 is a cross-sectional view of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 120 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 121 is an explanatory diagram of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 122 is a configuration diagram of a display device of a reference example related to the present invention.
FIG. 123 is an explanatory diagram of a display device of this embodiment.
FIG. 124 is an explanatory diagram of a display device in this embodiment.
FIG. 125 is an explanatory diagram of a display device of this embodiment.
FIG. 126 is an explanatory diagram of a lens used for a display device in this embodiment.
FIG. 127 is an explanatory diagram of a display device of this embodiment.
FIG. 128 is an explanatory diagram of a display device of this embodiment.
FIG. 129 is an explanatory diagram of a display device of a reference example related to the present invention.
FIG. 130 is an explanatory diagram of a display device of this embodiment.
FIG. 131 is an explanatory diagram of a driving method of a display device of a reference example related to the present invention.
FIG. 132 is an explanatory diagram of a driving method of a display device of a reference example related to the present invention.
FIG. 133 is an explanatory diagram of a display device of a reference example related to the present invention.
FIG. 134 is an explanatory diagram of a display device of a reference example related to the present invention.
FIG. 135 is a configuration diagram of a display device of a reference example related to the present invention.
FIG. 136 is an external view of a viewfinder.
FIG. 137 is a cross-sectional view of a conventional viewfinder.
FIG. 138 is an explanatory diagram of a light source unit of a conventional viewfinder.
FIG. 139 is an explanatory diagram of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 140 is a design example of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 141 is a design example of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
FIG. 142 is a design example of a viewfinder according to a reference example relating to the present invention;
FIG. 143 is a design example of a viewfinder according to a reference example related to the present invention;
FIG. 144 is a design example of a parabolic mirror of a viewfinder of a reference example related to the present invention.
[Explanation of symbols]
11 lamp
12 Parabolic mirror
14 Base board
15 Diffusion (scattering) sheet
16 Lamp potential terminal
16a, b filament terminals
16c anode terminal
17 Lamp circuit components
20 Sealing member
21, 21a Lamp case
22 Reflective surface
23 phosphor
24 filament
25 Anode electrode
26 cushioning member
27 socket
28 terminals
29 Solder
30, 30a protrusion
31 Reflective film
32 light reflection tube
15a Diffusion plate
43 Embossed surface
51 rays
52 Effective display area
71 Low brightness area
72 Rubber cap
73 Projection
91 Reflective film
101 Light collection cap
102 condenser prism
103 adhesive
104 transparent resin
105 reflective tube
106 Diffuser
107 Reflective cap
111 Transparent conductive film (ITO)
112 Antistatic film
121 conductor
131 Wire mesh
161 timer circuit
162 Variable power supply
163 Variable resistor (variable current element)
171 Inverter
172a, b Analog switch
173a, b Current limiting resistor
181 Photo sensor
182 operational amplifier
183 light detection circuit
184 oscillation circuit
185 amplifier
191 amplifier
192 Phase division circuit
193 output switching circuit
194 drive circuit control unit
195 source drive circuit
196 Gate drive circuit
197,198 power supply
201a, b DCDC converter
202 Battery
204 Current detection circuit
211 Outside
212 Aperture knob
213 Iris diaphragm
249 source signal line
230 color filter
231 Transparent resin
241 Counter electrode substrate
242 array board
243 Counter electrode
244 pixel electrode
245 Droplet liquid crystal
246 polymer
247 Incident light
248 Light modulation layer (liquid crystal layer)
291 protective film (SiO2)
301 mounting glass
311 Light emitting area
312 marker
313 hollow
314 Transparent protrusion
331 Diffusion (scattering) part
332 Diffusion (scattering) point
381 Transparent holder (resin resin)
382 Holder fixing part
391 Parabolic mirror
401 convex
411 Diffusing (scattering) plate
421 Thermistor
422 comparator
423 CPU
424 switch circuit
425 operational amplifier
426 FET
431 video camera body
432 Imaging lens unit
433 switch (SW)
434 connection
435 Recording switch
471 Sealing resin
501 terminal
502 luminous body
503 resin lens
504 lens surface
505 Top of lens surface
506 lens surface normal
507 Center of curvature of lens surface
508 Image of luminous body by lens surface
521 fluorescent lamp
531 CCD sensor
532 Light emitting element power supply circuit
533 Liquid crystal display panel drive circuit
534 playback circuit
541 still camera body
551 reflector
552 Illumination lens (convex lens)
553 auxiliary lens
601 lens surface
602 Fresnel surface
603 convex lens
604 Fresnel lens
611 flat part
621 Light guide plate
622 diffusion unit
631 prism plate
641 Eye Point
681 Panel holder
691 display
711 socket
712 knob
713 Contraction part 1
714 Contraction part 2
715 Optical axis
751 mirror
811 Insertion part
821 Knob
831 Reflector
1336b concave lens
851 Fastener
861 Panel mounting part
862 Bellows
863 Rotation axis
864 lens mount
871 case
872 rays
881 cylindrical lens
882 small fluorescent tube
883 Reflector
901 Transparent adhesive
911 elliptical mirror
912 shading plate
921 diffusion unit
931 circular aperture
932 diffraction grating
951 Photosynthetic surface
952 PBS
953 dichroic mirror
961 optical axis
971 display area
972 push button
973 telephone body
974 handset
975 Infrared LED
976 light receiving element
991 Mounting holder
1011 Transparent substrate
1012 Light absorbing film
1022, 1023, 1024, 1031 interface
1031 interface
1041 PD liquid crystal display panel
1042 signal source
1043 Signal amplitude changer
1044 sealing resin
1045 Glass substrate
1046 ITO electrode
1047 PD liquid crystal layer
1051 Optical coupling layer
1091 aperture
1111 Light guide
1121 Reflective film
1131 Optical fiber
1141 Sunlight
1142 Photo sensor
1143 Fresnel lens
1151 hysteresis comparator circuit
1152 Light detection circuit
1153 Switch circuit
1171 Shading cover
1211 Reflective Fresnel lens
1221 light source
1221a Metal halide lamp
1221b concave mirror
1221c UVIR cut mirror
1222 Projection lens
1223 color filter
1224 micro lens array
1225 micro lens
1231 Image splitter
1232 chief ray
1241 opening
1242 shading part
1243 Left eye image
1244 Right eye image
1245 Observer
1251 Boost coil
1252 condenser lens (convex lens)
1261 Cell Hook Lens
1271 Lenticular lens
1311 Synchronous circuit
1312 playback device
1313 A / D conversion circuit
1314 frame memory
1315 Switching circuit
1216 D / A conversion circuit
1401a Right eye
1401b left eye
1411 screw
1412 arm
1413 slide plate
1414 Adjustment plate
1341 prism plate
1351 half mirror
1352 mirror
1321 Body
1323 Mounting bracket
1331 fluorescent tube box
1332 Eyepiece cover
1333 LCD panel
1334 Polarizing plate
1335 Mounting holder
1336 magnifying lens
1341 Light emission pattern of fluorescent tube

Claims (5)

液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明する左眼用発光素子および右眼用発光素子を有する照明手段と、
前記液晶表示パネルに左眼用の画像および右眼用の画像を表示させる信号処理手段と、
前記照明手段の左眼用発光素子および右眼用発光素子のオンオフを制御する照明制御手段とを具備し、
前記信号処理手段は、前記液晶表示パネルに、画面の一端から順次左眼用の画像を表示させ、前記左眼用の画像を表示させた後、前記画面の一端から前記左眼用の画像を消去もしくは黒画像を表示させ、
前記信号処理手段は、前記液晶表示パネルに、画面の一端から順次右眼用の画像を表示させ、前記右眼用の画像を表示させた後、前記画面の一端から前記右眼用の画像を消去もしくは黒画像を表示させ、
前記照明制御手段は、前記左眼用の画像の表示に同期して、前記左眼用発光素子をオンオフさせ、
前記照明制御手段は、前記右眼用の画像の表示に同期して、前記右眼用発光素子をオンオフさせ
前記左眼用発光素子と前記右眼用発光素子との間の距離は、前記液晶表示パネルを照明する主光線の入射方向が前記液晶表示パネルと観察者との間の距離に応じて変化するように調整可能であることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display panel,
Lighting means having a left-eye light-emitting element and a right-eye light-emitting element for illuminating the liquid crystal display panel,
Signal processing means for displaying an image for the left eye and an image for the right eye on the liquid crystal display panel,
Lighting control means for controlling on and off of the light emitting element for the left eye and the light emitting element for the right eye of the lighting means,
The signal processing means, on the liquid crystal display panel, sequentially displays the image for the left eye from one end of the screen, after displaying the image for the left eye, the image for the left eye from one end of the screen Delete or display a black image,
The signal processing means, on the liquid crystal display panel, sequentially display the image for the right eye from one end of the screen, after displaying the image for the right eye, the image for the right eye from one end of the screen Delete or display a black image,
The lighting control means turns on and off the light emitting element for the left eye in synchronization with the display of the image for the left eye,
The lighting control means turns on and off the light emitting element for the right eye in synchronization with the display of the image for the right eye ,
The distance between the light emitting element for the left eye and the light emitting element for the right eye varies according to the distance between the liquid crystal display panel and the observer in the direction of incidence of the principal ray illuminating the liquid crystal display panel. a liquid crystal display device comprising an adjustable der Rukoto as.
記信号処理手段は、前記液晶表示装置に1画素行ごとに極性が異なる信号を保持させことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 Before SL signal processing means, a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the polarity for each pixel row to the liquid crystal display device Ru is held a different signal. 記照明制御手段は、前記液晶表示パネルを照明する主光線の入射方向を可変できることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 Before Symbol illumination control means, a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the can vary the direction of incidence of the principal ray that illuminates the liquid crystal display panel. 前記左眼用発光素子および前記右眼用発光素子は、蛍光体の作用により白色光を発生することを特徴とする請求項から請求項のいずれかに記載の液晶表示装置。 The left-eye light emitting element and the right-eye light emitting element, the liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that to generate white light by the action of the phosphor. 請求項1から請求項のいずれかに記載の液晶表示装置と、
前記液晶表示装置の表示画像を拡大して観察者に見えるようにする拡大レンズとを具備することを特徴とするビューファインダ。
A liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3 ,
A viewfinder, comprising: a magnifying lens that magnifies a display image of the liquid crystal display device so as to be seen by an observer.
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